combustion system kel.1
DESCRIPTION
combustion sampahTRANSCRIPT
BAB IPENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG MASALAH
Permasalahan sampah merupakan permasalahan yang krusial bahkan sampah
dapat dikatakan sebagai masalah kultural karena berdampak pada sisi
kehidupan terutama dikota-kota besar seperti Jakarta, Surabaya, Bandung,
Makasar, Medan dan kota besar
lainnya. Sampah akan terus ada dan tidak akan berhenti diproduksi oleh
kehidupan manusia, jumlahnya akan berbanding lurus dengan jumlah penduduk,
bisa dibayangkan banyaknya sampah-sampah dikota besar yang berpenduduk
padat. Permasalahan ini akan timbul ketika sampah menumpuk dan tidak dapat
dielola dengan baik.
Untuk itu dikebangkan beberapa teknologi pengolahan sampah seperti transfer
termal sampah yang memperhitungkan kadar air dari sampah. Transfer termal
dari sampah konversi sampah menjadi gas, cairan dan produk konversi padat yg
menghasilkan energi panas. Teknologi yang mengkonversi materi padat
(sampah) menjadi materi gas (gas buang), serta materi padatan yang sulit
terbakar, yaitu abu (bottom ash) dan debu (fly ash). Proses pengolahan buangan
dengan cara pembakaran pada temperatur yang sangat tinggi (> 800OC) untuk
mereduksi sampah yang mudah terbakar (combustible), yang sudah tidak dapat
didaur-ulang lagi.
1.2. MAKSUD DAN TUJUAN
Maksud dan tujuan pada makalah ini adalah:
1. Memenuhi syarat tugas mata kuliah Hidrologi Lingkungan;
2. Memberikan pengetahuan tentang presipitasi dalam siklus hidrologi;
3. Mengetahui manfaat proses presipitasi dalam kehidupan sehari-hari;
4. Mempelajari dan membahas salah satu contoh studi kasus yang
berhubungan dengan proses presipitasi.
1.3 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan tugas besar ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Berisikan tentang latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, serta
dan sistematika penulisan.
1
BAB II PEMBAHASAN
Berisikan tentang pandangan dan kajian literatur dari teknik
Combustion dalam proses transfer termal sampah.
BAB III PENUTUP
Berisikan kesimpulan dan saran-saran untuk perbaikan pengelolaan
persampahan yang telah ataupun akan dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA
2
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 COMBUSTION SYSTEM/SISTEM PEMBAKARAN
Pembakaran dapat didefinisikan sebagai proses pemanasan sampah secara
oksidasi kimia dengan menggunakan stoichiometri atau jumlah kelebihan udara.
Hasil akhir produksi adalah mencakup gas panas pembakaran yang
mengandung hydrogen, karbondioksida, uap air dan debu. Energi dapat
dihasilkan dari perubahan panas yang berasal dari gas panas pembakaran.
2.2 TIPE-TIPE SISTEM PEMBAKARAN
Sistem pembakaran sampah dapat didesain dengan 2 tipe untuk menghasilkan
bahan bakar dari sampah padat yaitu Commingled Solid Waste (Mass Fired) dan
Refuse-derived fuel (RDF-Fire). Mass Fired adalah lebih banyak digunakan. Di
tahun 1987, 68% kapasitas opersional pembakaran di US disediakan untuk unit
mass fired, 23% adalah untuk RDF.
2.3 SISTEM PEMBAKARAN MASS FIRED
Didalam sistem pembakaran mass fired, proses minimal yang diberikan pada
sampah sebelum sampah diletakkan pada sistem pengisian. Sebelum masuk ke
dalam charge hopper terdapat operator yang secara manual dapat menolak
benda-benda yang tidak sesuai. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa
semua sampah yang masuk akhirnya masuk dalam sistem, termasuk yang
berukuran besar dan semua ukuran bagi sampah yang tidak mudah terbakar
(contoh refrigerator) dan bahkan sampah B3 dapat menggunakan sistem ini.
Untuk alasan ini, sistem harus didesain untuk mengolah sampah ini tanpa
merusak peralatan atau melukai pekerja operasionalnya. Energi yang terkandung
dari sampah mass fired berbeda-beda tergantung pada iklim, musim, dan
sumber sampah. Dilihat dari potensi kerugiannya, pembakaran mass fired
menjadi pilihan teknologi yang paling mungkin dan memiliki sistem yang matang.
Salah satu komponen sistem pembakaran mass fired adalah sistem
pemotongan. Ini memiliki fungsi umum diantaranya dalam proses memindahkan
sampah pada sistem, pengadukan sampah, dan penambahan udara dalam
pembakaran. Banyak variasi pemotongan yang mungkin terjadi tergantung pada
elemen pemutarnya.
3
Gambaran Sistem yang Digunakan pada Mas-Fired Combustors
a) Martin Grate b) Dusseldorf Grate
4
Gambar Aliran Energi Di Amerika Serikat2.4 RDF (REFUSED DERIVED FUEL)
Pada pembakaran ini, RDF adalah tipe pembakaran diatas sebuah grate stoker
yang berjalan. Grate terbuat dari platform yang membuat RDF dapat terbakar
dan terdapat udara yang dimasukkan untuk menggerakkan sampah sehingga
dapat teraduk dan pembakaran menjadi merata. Hasil yang baik dapat terjadi
dengan sistem pembakaran dengan didesain untuk RDF.
Sistem pemindahan sampah front end digunakan untuk memindahkan metal,
kaca, dan material lain yang tidak mudah terbakar untuk dapat menghasilkan
RDF. RDF dapat diproduksi dengan kontinu sehingga diperoleh energi,
kelembaban, dan debu. RDF dapat diproduksi di shredded, fluff form, sebagai
densified pelet atau kubus.
dRDF adalah lebih mahal untuk diproduksi tetapi lebih mudah ditransportasikan
dan disimpan. Karena besarnya energi yang terkandung dalam RDF jika
dibandingkan dengan proses MSW, sistem pembakaran RDF secara fisik lebih
kecil dari pada sistem mass fired. Sistem RDF dapat juga menjadi lebih efektif
dari pada sistem mass media.
Gambar Mesin Pemanas Pada RDF
5
Gambar Isometri Proses Pada RDF
Gambar Instalasi Pada RDF
6
2.5 FBC (FLUIDIZED BED COMBUSTION)
FBC adalah desain alternatif untuk sistem pembakaran konvensional. Untuk
desain ini, Sistem FBC terdiri dari slinder baja yang di pasang vertikal, biasanya
garis refractory, dengan lapisan pasir, dan didukung dengan piring tempat
pemanggangan dan penambahan udara melalui pipa yang disebut tuyeres.
Ketika udara ditiupkan melalui tuyeres, lapisan meleleh dan meluas menjadi dua
kali ukuran volume akhir. Bahan bakar padat, seperti batu bara atau RDF, dapat
diinjeksikan melalui bagian bawah reaktor atau lapisan atas Fluidize. Proses
pemanasan lapisan ini membentuk turbulensi, pengadukan, dan transfer panas
ke bahan bakar. Dalam pengoperasian bahan bakar sampingan digunakan untuk
membawa lapisan ke pengoperasian suhu pada 1450-1750 0F. Setelah dimulai,
bahan bakar sampingan biasanya sudah tidak dibutuhkan. Faktanya lapisan
menghasilkan panas + 24 jam, tergantung pada waktu memulai tanpa
menggunakan bahan bakar sampingan.
Sistem pembakaran Fluid bed lebih serbaguna dan dapat dioperasikan dalam
variasi bahan bakar, termasuk MSW, lumpur, batu bara, dan banyak sampah
kimia.
Material bed dapat berupa dataran pasir atau CaCO3, ini direaksikan dengan
oksigen dan SO2 melalui pembakaran sampah yang mengandung sulfur untuk
mengeluarkan karbon dioksida dan menghasilkan CaSO4, Padatan dapat
dipindahkan dengan debu. Penggunaan CaCO3 sebagai material bed digunakan
pembakaran batu bara sulfur tinggi dengan kandungan emisi sulfur dioxide yang
sangat kecil.
Sistem FBC umumnya digunakan digunakan untuk pembakaran sampah padat
di dunia. Salah satu instalasi pertama adalah unit fluidized bed kecil di Lausanne,
Switzerland. Ini digunakan untuk sampah MSW dan pengolahan sampah basah.
Pemanasan sampah menghasilkan uap air, yang digunakan untuk pemnasan
dan pembangkit listrik. Dalam skala besar (700 ton/d) terdapat di Duluth,
Minnesota. Sistem ini dapat mengolah lumpur hasil pengolhan air buangan
sebanyak 300 ton/d dan mengolah MSW sebanyak 400 ton/d. Skemanya
sebagai berikut:
7
Diagram Fasilitas FBC Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Jepang
2.6 SISTEM RECOVERY HEAD
Secara Virtual, semua sistem pembakaran sampah yang terdapat di US dan
Eropa yang menghasilkan energi untuk membantu mengganti kerugian dalam
biaya operasi dan untuk mengurangi biaya modal dari peralatan kontrol polusi
udara. Energi dapat di tertutupi dari bahan bakar panas gas di hasilkan dari
pembakaran MSW atau RDF melalui 2 metode:
8
1. Ruang pembakaran dinding air
2. Pemanasan sampah
Walaupun air panas atau uap air dihasilkan, Air panas dapat digunakan untuk
temperatur rendah industri. Uap air adalah lebih serbaguna, karena ini dapat
digunakan untuk kedua proses yaitu pemanasan dan pembangkit listrik. Jumlah
biaya dapat ditutupi dengan sistem yang ada.
Recovery panas juga meguntungkan dalam mereduksi capital dan ongkos
operasi dari alat kontrol polusi udara. Dalam prakteknya, dimana MSW
Combustion System tanpa menggunakan peralatan heat recovery, akan
ditemukan 100-200% udara yang harus disuplai untuk memenuhi persaratan
pembakaran dan turbulensi. dan untuk slaging kontrol dan akumulasi dari dari
material lain pada dinding combustion system. Hasil aliran gas fluida yang besar
berpengaruh dalam penambahan biaya karena permintaan kapasitas tambahan
untuk alat kontrol polusi udara. Pad dasarnya, dengan menggunakan sistem heat
recovery, akan didapatkan (50-100)% kontak udara, ini mengurangi pembagian
ukuran dari kontrol polusi udara. Pendingin dari gas fluida selama heat recovery
juga mereduksi volume gas fluida.
Skema Recovery Panas Untuk Pemanas Air
9
Gambar Dan Skema Proses Recovery Panas Dalam Skala Rumah Tangga
10
Gambar Dan Skema Proses Recovery Panas Dalam Skala Rumah Tangga
2.7 WATERWALL COMBUSTION CHAMBER
Dalam metode ini, dinding dari ruang pembakar segaris dengan boiler tubes
yang disusun vertikal dan dipasang bersama dalam keadaan tersambung.
Sirkulasi air pada tubes umumnya menyerap panas dalam bilik pembakar.
Biasanya Wilayah dinding furnace ke grates adalah segaris dengan materiall
Refractory untuk melindungi tubes dari temperatur berlebih dan abrasi mesin.
11
Double Boiler Waterwall Tubes
2.8 WASTE HEAT BOILER
Metode ini, Ruang pembakar dari furnace segaris dengan insulating refractory
materials untuk mengurangi kehilangan panas pada dinding furnance. Metode
heat recovery sering digunakan dalam unit pembakaran modular. Dalam
beberapa kasus sangat mungkin retrofit sebuah waste heat boiler pada sebuah
existing refractory-lined furnace.
Gambar Mesin Boiler
12
Instalasi Waste Heat Boiler
13
BAB IIIPENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang didapatkan dari makalah ini adalah:
1. Pembakaran dapat didefinisikan sebagai proses pemanasan sampah secara
oksidasi kimia dengan menggunakan stoichiometri atau jumlah kelebihan
udara.
2. Macam-macam combustion system diantaranya adalah Commingled Solid
Waste (Mass Fired) dan Refuse-derived fuel (RDF-Fire), FBC (Fluidized Bed
Combustion), Sistem Recovery Head, Waterwall Combustion Chamber,
Waste Heat boiler.
14
DAFTAR PUSTAKA
Tchobanoglous, G, dkk. 1993. Integrated Solid Waste Management. New York: Mc. Graw Hill
15