Slide 1

SKEMA PROSES BIOMASS TO LIQIUD (BTL) TERINTEGRASI(Boerrigter, 2006)

VARIASI PRODUK HASIL FT SYNGAS(Anantharaman, 2012)1GASIFIKASI BIOMASSAGasifikasi dapat dikatan sebagai lanjutan dari proses pirolisis Gasifikasi Biomassa merupakan proses termokimia yang kompleks, yang melibatkan banyak reaksi Pada gasifikasi gas, tar, dan char bereaksi lebih jauh Produk gasifikasi adalah fuel gas ( CH4 dan N2) dan syngas (H2 dan CO) Berikut beberapa reaksi yang terjadi saat proses gasifikasi

Proses gasifikasi berlangsung pada temperatur 600 1500 o C, dengan tekanan berkisar sekitar 29,9 bar

Reaksi HeterogenReaksi HomogenReaksi Cracking(Chhiti dan Kemiha, 2013)JENIS JENIS GASIFIER

Gambar Beberapa jenis gasifier a) Up Draft Gasifier b)Downdraft Gasifier c) Fluidized Bed Gasifier d) Entrained Flow Gasifier(Chhiti dan Kemiha, 2013)ABCDPEMURNIAN SYNGAS (SYNTHETIC GAS)Dibanding dengan abu (ash) batu bara, abu dari biomassa memiliki kandungan potassium dan klor yang tinggiSelama gasifikasi biomassa, jsejumlah besar klor dan logam alkali terlepas dalam fasa gas, seperti HCl, KCl, KOH, dan NaCl, juga H2S, NH3, HCN, COS, tar terkondensasi, serta partikulat (tar merupakan kontaminan yang serius)Beberapa cara yang dilakukan untuk memeperoleh syngas yang bersih adalah :1. De-dusting pada cyclone2. Scrubber air untuk menghilangkan gas dan menghilangkan debu, allkali, NH3, dan HCl, dan mengkondensasikan tar3. Prespitator elektrostatis basah untuk menghilangkan tar aerosol, dan debu halus4. Sisa sisa kontamina organik (HCN, COS, HCL, NH3, dll) dihilangkan dengan filter karbon aktif(Logdberg 2007)

Permasalahan kandungan tar dan kandungan minyak juga bisa dilakukan dengan mengcrackingnya menjadi gas yang lebih ringan.Sejumlah kecil oksigen disuntikkan kedalam gasifier (dari atas) untuk mempromosikan craking tar dan minyakPenggunaan injeksi oksigen ini dapat mengkonversi tar dan minyak menjadi CO dan H2 sebanyak 90 %(Larson, dkk., 2005)GAS TO LIQUID (GTL) MELALUI REAKSI FISCHER TROPSCHSintesis Fischer Tropsch, adalah reaksi dimana synthetic gas (CO + H2) dikonversi menjadi bahan bakar cair seperti gasolin dan diesel, yang disebut juga Gas Liquid (GTL), reaksinya adalah sebagai berikut :CO + 2H2 -CH2- + H2O HR.298K = -165 kJ/mol (1) Bahan bakar FT memberikan emisi Sox dan Nox , dan partikulat yang rendah, , proses ini sangat cocok untuk produksi diesel kualitas tinggi, oleh karena produk yang dihasilkan kebanyakan merupakan rantai lurus yang memiliki bilangan cetane tinggi. Menurut distribusiASF (Anderson, Schulz, Flory), merumuskan parameter sebagai kemungkinan pertumbuhan rantai yang biasa digunakan untuk mengkarakterisasi distribusi produk.

Selektivitas katalis terhadap hidrokarbon rantai panjang dinamakan juga selektivitas C5+ (SC5+).

Semakin tinggi tekanan, dan semakin rendah temperatur dan juga rasio H2/CO maka semakin tinggi nilai (Logdberg, 2007)

(Logdberg 2007) Persiapan pemurnian syngas memakan sebesar 60 70% dalam modal total dan biaya operasi Komposisi dari biomassa yang digasifikasi adalah miskin hidrogen, sehingga umpan berupa biomassa untuk proses GTL ini diasosiasikan memiliki efisiensi konversi yang rendah Kekurangan hidrogen menyebabkan banyaknya karbon yang terlepas sebagai CO2 saat proses pembentukan rantai hidrokarbonAgar meningkatkan efisiensi keseluruhan pabrik, panas yang terlepas harus dimanfaatkanNamun biaya besar yang dibutuhkan untuk memurnikan syngas merupakan alasan untuk rendahnya efisiensi biomassa sebagai umpan.

(Logdberg, 2007)

Katalis logam berupa Fe dan Co merupakan jenis metal yang memungkinkan (feasible) dilihat dari sisi performa dan biaya, namun reaktor yang digunakan harus Low Temperatur Fischer Tropsch (LTFT), karena suhu yang tinggi menyebabkan selektivitas tinggi terhadap CH4 Dengan katalis CO, setidaknya 2,1 molekul H2 bereaksi dengan 1 molekul CO untuk membentuk 1 unit hidrokarbon (CH2) dan 1 H2OPada penggunaan katalis Fe terjadi reaksi water-gas-shift (WGS) yang terjadi simultan dengan reaksi 1, yang mengurangi penggunaan rasio, yang memungkinkan penggunaan umpan yang memiliki rasio < 2,1 (syngas miskin hidrogen seperti pada biomassa)

CO + H2O CO2 + H2 HR.298K = -41 kJ/mol (2)

RASIO PENGGUNAAN H2/COTerdapat dua jenis jenis opersi Fischer Tropsch :High Temperature FT (HTFT) : 300 350 oCMenggunakan katalis Fe, meproduksi gasiolin dan olefin dengan berat molekul rendah. Diesel dapat diproduksi melalui proses oligomerisasi olefin.Low- Temperature FT (LTFT) : 200 240 oCMenggunakan katalis Fe dan CO, menghasilkan parafin dan produk rantai lurus dalam jumlah yang banyak, selektivitas tinggi terhadap wax. Yield diesel yang tinggi dapat dicapai melalui hydrocracking. Gasoline ,memerlukan treatment lebih lanjut untuk memperoleh nilai oktan tinggi (Logdberg, 2007)

Gambar 1. Skema Area Pengolahan dan Pemisahan Produksi F-T(Larson, dkk., 2005)Keksotermisan reaksi FT besar mengakibatkan recovery panas yang terbentuk memiliki peran yang penting pada desin FTPanas yang diekstrak dari reaktor dapat mencapai 105 MWSecara keseluruhan proses ini FT-OT-VENT ( Fischer Tropsch- Once Through) mengkonversi 34 % energi biomassa (basis LHV) menjadi bahan bakar cair dan 23 % listrik sehingga efisiensi efektifnya 64 % (merupakan yang tertinggi diantara semua disain proses bahan bakar cair)Dengan penangkapan CO2 output dari bahan bakar yang dihasilkan tidak berubah, namun output listrik berkurang sekitar 2%Penurunan output listrik disebabkan kerja kompresi pada penangkapan CO2 sebagai persiapan untuk tranport perpipaan menuju tempat penyimpanan dan juga untuk kompresi gas nitrogen (pengganti peranan CO2) untuk mengirim gas turbinKarena kebanyakan karbon dari unconverted syngas yang ditangkap pada reaktor FT dalam bentuk metan, diperlukan proses reforming metan, yang membutuhkan biaya lebih lagiFT- Tanpa Carbon Capture Storage (CCS)FT- Dengan Carbon Capture Storage

(Larson, dkk., 2005)

Berat kering limbah kopi = 20.000 ton/ tahunAsumsi 1 tahun = 333,33 Hari = 8000 jam = 60, ton/ hari = 60.000 kg/hariInput Biomass = 18,6 Mj/ kg x 60.000 kg/hari = 1.116.000 Mj/hari 1 Hari = 24 jam sehingga = 12,916 MW

Biomass Input (MW)Biosyngas (MW)Produk FT (MW)Produk FT(bbld)12,916710,337,336109,816

(Boerrigter, 2006)(Itten, dkk., 2011)PERHITUNGAN KAPASITAS PRODUKSIData terpercaya mengenai cost yang harus dikeluarkan untuk proyek GTL tidak tersedia, sehingga data investment cost diambil dari EPC (Engineering, Procurement, and Contracting ) yaitu pabrik dengan kapasitas 34.000 barel/hari milik sasol- QP di QatrarDari informasi ini Total Capital Investment (TCI) ditentukan dengan faktor skala yang konstan yaitu 0,7, dan TCI dapat dihitung untuk skala dari 10 hingg 10.000 barrel/hariNamun, untuk skala kecil biasanya estimasi menggunakan rumusan ini justru menghasilkan nilai dibawah yang seharusnya (underestimate), faktor skla yang lebih kecil seperti 0,6 dan 0,5 dinilai lebih realistik. Berdasarlkan penilaian dari cost peralatan utama untuk pabrik BTL, disimpulkan bahwa TCI untuk BTL 60% lebih mahall dibanding GTL dengan kapasitas yang sama, yang disebabkan kapasitas ASU yang meningkat 50% dan gaifier ygang lebih mahal 50% karena menangani padatanMeskipun pendekatannya sangat sederhana, hasilnya cukup baik atau bahkan dapat akuratBerikut hubungan antara TCI dari BTL, serata kapasitas pabrik.

Nilai ekonomi dari BTL plant sangat bergantung pada skala produksi dan fasilitas dalam skala besar yang dibutuhkan untuk memperoleh keuntungna dari sisi ekonomi. Semakin besar ukuran pabrik yang akan dibanun, semakin berkurang biaya investasi.

* Seluruh Perhitungan Berdasarkan Metode yang digunakan Energy research Centre of the Netherlands (ECN) oleh H. Boerrigter

(Boerrigter, 2006)DAFTAR PUSTAKAAnantharaman, B., D. Chatterjee, S. Ariyapadi, R. Gualy. 2012 Consider Coal Gasification for Liquid Fuels Production. Hydrocarbon Processing. Halaman 47 53Chhiti, Younes., dan Mohammed kemiha. 2013. Thermal Conversion of Biomass, Pyrolysis and Gasification : A Review. The International Journal of Engineering And Sciences (IJES). Vol 2. Issue 3. Halaman 75 85.Boerrigter, H. 2006. Economy of Biomass-to-Liquid (BTL) Plants. Engineering Assessment. Energy Research Centre of The Netherland (ECN)Itten, Rene., Matthias Stucki, dan Niels Jungbluth. 2011. Life Cycle Assesment of Burning Different Solid Biomass Substrate. Eidgenossisches Departent fur Umwelt.Larson, Erick D, Halming Jin, Fuat E.Celik. 2005. Gasification- Based Fuels and Electricity Production from Biomass, without and with Carbon Capture and Storage. Princeton Environmental Institute. Princeton University : PrincetonLogdberg, Sara. 2007. Development of Fischer-Tropsch Catalyst for Gasified Biomass. Thesis in Chemical Engineering. KTH School of Chemical Science and Engineering: Stockholm