Perpustakaan Digital ITB

Volume limbah padat perkotaan (MSW) yang terus meningkat menimbulkan masalah lingkungan serius di Indonesia, yang pengelolaan sampahnya masih didominasi oleh penimbunan. Gasifikasi merupakan teknologi Waste-to-Energy (WtE) berbasis termokimia yang mengonversi sampah menjadi gas sintetis (syngas) untuk bahan bakar Internal Combustion Engine (ICE). Namun, kandungan tar yang tinggi membatasi penggunaan langsung syngas. Penelitian ini mengembangkan model Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk memprediksi produksi tar dan mengevaluasi kinerja gasifier downdraft menggunakan karakteristik MSW Indonesia. Pemodelan dilakukan menggunakan Ansys Fluent dengan pendekatan Eulerian–Lagrangian melalui Discrete Phase Model (DPM). Pembentukan empat spesies tar, yaitu fenol, toluena, benzena, dan naftalena, diintegrasikan ke dalam proses devolatilisasi menggunakan User-Defined Function (UDF). Model juga mencakup reaksi cracking, reforming, dan oksidasi tar menggunakan kinetika Arrhenius. Setelah divalidasi dengan data eksperimen rubber wood, model digunakan untuk menyimulasikan gasifikasi MSW dengan variasi Equivalence Ratio (ER) dan rasio pencampuran biochar ampas tebu. Kinerja sistem dievaluasi berdasarkan Carbon Conversion Efficiency (CCE), Cold Gas Efficiency (CGE), Lower Heating Value (LHV) syngas, dan emisi tar. Hasil simulasi menunjukkan adanya trade-off ketika pengaturan hanya dilakukan melalui ER. Peningkatan ER memperluas zona bersuhu tinggi dan menurunkan produksi tar, tetapi meningkatkan reaksi oksidasi yang menurunkan fraksi gas mudah terbakar (CO, H?, dan CH?), sehingga LHV syngas, CCE, dan CGE menurun. Penambahan biochar mengurangi trade-off tersebut karena kandungan fixed carbon mempercepat cracking tar. Kriteria kelayakan bahan bakar ICE, yaitu tar ? 0,1 g/Nm³ dan LHV ? 4 MJ/Nm³, dicapai secara optimum pada ER 0,35 dengan rasio pencampuran biochar 40%. Pada kondisi ini, kandungan tar mencapai 0,04 g/Nm³ dan LHV syngas mencapai 4,02 MJ/Nm³