Proses Pembakaran Menggunakan Co-Firing Sistem Fluidized Bed Dengan Pencampuran Antara Batubara dan Kayu Lamtoro Sebagai Energi Baru Terbarukan Untuk Bahan Bakar PLTU ABC

Abstract

Abstract. The use of fossil energy such as coal for energy needs is increasing, but the amount of fuel reserves is also dwindling because of the non-renewable nature of fossil fuels. In addition, fossil fuels also have a polluting impact on the environment. Biomass is an alternative choice as a new, renewable energy that can be renewed and does not cause pollution impacts on the environment. Coal CO2is greater than lamtoro wood because the CO2 value in lamtoro wood aims to be removed.This research aims to determine the quality of the biomass used, the optimal furnance temperature for combustion, the effect of the composition of the addition of biomass to coal, combustion characteristics, and after that can analyze the parameters that affect the performance of the steam power plant.Research on the co-firing process in the fludized bed reactor was carried out on a laboratory scale with the substitute material for lamtoro wood and lignite rank coal, then the fuel composition used was 85% coal and 15% biomass. the co-firing testing process was carried out at a temperature of 850,900 and 950 °C. After that, agglomeration observations and laboratory analysis were carried out. Laboratory analysis includes proximate analysis (inherent moisture, fixed carbon, volatile matter, and ash), ultimate analysis (sulfur, nitrogen, oxygen, hydrogen, and carbon dioxide) and heating value. Based on the laboratory analysis data carried out, the values that affect the performance of the PLTU can be calculated such as the boiler efficiency value, the heat rate value and the reduction of CO2 emission factors.The quality of lamtoro wood biomass has a good combustion quality, seen from laboratory analysis with a inherent moisture value of 9,52%, 44,36% carbon value, a heating value of 4.140kcal / kg, and 75,24% volatile matter. The optimal temperature used is 950 ° C, at that temperature there is no agglomeration formed in the bed material. With various temperature experiments, at a temperature of 950 ° C the carbon compounds burn more. As the mixing ratio increases, the PLTU's performance will get better. It can be seen at the mixing ratio of 15%, the boiler efficiency value of 82,09%, the GPHR value of 2.412 kcal / kwah and the NPHR value of 2.906 kcal / kwah and the normal scheme CO2 emission factor of 1,15 kgCO2 / kwh and carbon neutral scheme of 1,02 kgCO2 / kwh.

Keywords: Co-Firing, Fluidized Bed, Efisiensi Boiler, Heat Rate, Emision Factor CO2

Abstrak. Penggunaan energi fosil seperti batubara untuk kebutuhan energi semakin meningkat, akan tetapi jumlah cadangan bahan bakar juga semakin menipis karena sifat bahan bakar fosil yang tidak dapat diperbaharui. Selain itu juga bahan bakar fosil juga menimbulkan dampak polusi bagi lingkungan. Biomassa merupakan pilihan alternatif sebagai energi baru terbarukan yang dapat di perbaharui dan tidak menimbulkan dampak polusi bagi lingkungan. CO₂ batubara itu lebih besar lebih daripada kayu lamtoro dikarenakan nilai CO₂ pada kayu lamtoro bertujuan untuk dihilangkan. Pada penenlitian ini bertujuan untuk mengetahui kualitas dari biomassa yang digunakan, suhu furnance yang optimal untuk dilakukan pembakarannya, pengaruh komposisi penambahan biomassa terhadap batubara, karakteristik pembakaran, dan setelah itu dapat menganalisis parameter – parameter yang mempengaruhi kinerja dari PLTU. Penelitian proses co-firing pada reaktor fludized bed dilakukan pada skala laboratrium dengan bahan subtitusi kayu lamtoro dan batubara peringkat lignit, lalu komposisi bahan bakar yang digunakan adalah 85% batubara dan 15% biomassa. proses pengujian co-firing dilakukan dengan suhu 850,900 dan 950°C. Setelah itu dilakukan pengamatan aglomerasi dan analisa laboratrium.  analisa laboratrium meliputi analisa proximat (inherent moisture, fixed carbon, volatile matter, dan ash), analisa ultimate (sulfur, nitrogen, oksigen,hidrogen, dan karbon dioksida) dan nilai kalor. berdasarkan data analisa laboratrium yang dilakukan maka dapat di hitung nilai – nilai yang mempengaruhi kinerja dari pltu seperti nilai efisiensi boiler, nilai heat rate dan pengurangan faktor emisi CO₂ Kualitas biomassa kayu lamtoro mempunyai kualtias pembakaran yang baik, melihat dari analisa laboratrium dengan nilai inherent moisture 9,52%, nilai carbon 44,36%, nilai kalor sebesar 4.140kkal/kg, dan volatile matter sebesar 75,24%. Suhu yang optimal yang digunakan adalah suhu 950°C, pada suhu tersebut tidak terbentuk aglomerasi pada bed material. Dengan berbagai percobaan suhu, Pada suhu 950°C kadar senyawa carbon lebih banyak terbakar. Seiring penambahan rasio pencampuran maka kinerja PLTU akan semakin baik. Dapat dilihat pada rasio pencampuran 15%, nilai efisiensi boiler 82,09%, nilai GPHR sebesar 2.412kkal/kwah dan  nilai NPHR sebesar 2.906 kkal/kwah dan faktor emisi CO₂ skema normal sebesar sebesar 1,15 kgCO₂/kwh dan skema carbon neutral sebesar 1,02 kgCO₂/kwh.

Kata Kunci: Co-Firing, Fluidized Bed, Efisiensi Boiler,  Heat Rate, Faktor Emisi CO₂