Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan batubara masih didominasi pada sektor energi, sementara biomassa memiliki potensi dikonversi menjadi bahan bakar rendah emisi. Gasifikasi merupakan salah satu langkah dalam hilirisasi batubara dan biomassa, sehingga penggunaannya tidak terbatas pada proses pembakaran saja, melainkan dapat menghasilkan fuels dan chemicals. Penggunaan gas CO2 sebagai gasifying agent dapat meningkatkan kandungan CO di dalam syngas. Namun, reaksi gasifikasi merupakan reaksi kompleks yang dapat dipengaruhi oleh karakteristik sampel dan kondisi operasi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik dekomposisi termal serta parameter kinetika, meliputi energi aktivasi, faktor pra-eksponensial, serta mekanisme pengendali reaksi pada gasifikasi batubara dan biomassa hingga temperatur 1300 °C dalam atmosfer CO2. Batubara dan biomassa dipreparasi melalui air drying dan reduksi ukuran hingga berukuran -60 +100 mesh. Sampel dikarakterisasi meliputi analisis proksimat, ultimat, dan komposisi abu kemudian dikeringkan dalam vacuum oven. Pengujian gasifikasi dilakukan pada thermogravimetric analyzer (TGA) dari temperatur ruang hingga 1300 °C pada heating rate 10, 20, 30, dan 40 °C/menit dengan flow gas CO2 100 mL/menit. Tahapan reaksi ditentukan melalui dekonvolusi multi-peak bi-Gaussian pada kurva DTG. Perhitungan conversion dilakukan melalui 2 pendekatan, yaitu global single step dan multi-step segmented. Energi aktivasi dan faktor pra-eksponensial ditentukan dengan metode isoconversional, sedangkan mekanisme pengendali reaksi ditentukan dengan metode Coats-Redfern. Berdasarkan hasil dekonvolusi multi-peak bi-Gaussian, dekomposisi termal terbagi menjadi tiga tahap, yaitu drying, devolatilization, dan char gasification. Berdasarkan pendekatan multi-step segmented, tahap pengendali laju reaksi pada batubara adalah char gasification dengan fractional weight 0,61, sedangkan pada daun jati dan saw dust adalah tahap devolatilization dengan fractional weight berturut-turut sebesar 0,61 dan 0,64. Nilai Ea tahap drying untuk batubara, daun jati, dan saw dust berturut-turut sebesar 80,64; 155,07 ; dan 168,49 kJ/mol. Nilai Ea tahap devolatilization untuk batubara, daun jati, dan saw dust berturut-turut sebesar 310,98; 563,06; dan 336,82 kJ/mol. Nilai Ea tahap char gasification untuk batubara, daun jati, dan saw dust berturut-turut sebesar 158,42; 219,13; dan 209,13 kJ/mol dengan pola faktor pra-eksponensial yang serupa pada tiap tahap. Komponen lignoselulosa penyusun daun jati menyebabkan peningkatan Ea, terutama pada tahap devolatilization. Mekanisme pengendali reaksi pada tahap drying dan devolatilization dipengaruhi heating rate dan jenis sampel, sedangkan tahap char gasification konsisten pada seluruh sampel dan variasi heating rate, yakni model difusi pada lapisan produk berbentuk pelat tipis.