HAMBATAN GASIFIER BIOMASA

Problem Teknis Gasifier

Satu saat empat tahun lalu saya browsing tentang biomass gasifier disertai foto foto yang menarik dengan warna cat bagian luar reactor yang selalu terlihat mulus, dengan cyclone  ukuran kecil, dengan piping yang kecil dan panjang dengan pipa burner melingkar diameter 1” dan dengan banyak lubang nozzle sehingga nyala yang ditimbulkan berupa lingkaran lingkaran warna biru yang indah dll.

Berangkat dari hal hal tersebut diatas dengan berbagai referensi telah saya coba buat berbagai model gasifier dari alir atas, alir bawah, alir samping dengan system kontinu maupun dengan system diskontinu dan pada akhirnya saya simpulkan bahwa “its okey” apabila kita hanya mau mendemonstrasikan bahwa dari dry solid biomas dapat dikonversi menjadi syntetic gas dengan proses pembakaran dengan oxygen terbatas dengan waktu hanya beberapa jam perhari, masalah masalah akan timbul pada saat unit dioperasikan secara komersial, untuk waktu yang lama dan terus menerus dengan berbagai keheteroginan feedstock.

Saya hanya mengharap jangan lagi ada yang terjebak oleh indahnya system yang terexpose di dunia maya yang cenderung hanya menonjolkan sisi sisi positipnya dan agak kurang informasi mengenai berbagai kemungkinan kemungkinan hambatan teknis yang akan terjadi.

Pengerakan  dan korosi system distribusi.

Gas bakar atau gas syntetik  yang mengalir dari reactor mengandung uap tercampur tar yang berasal dari moisture content feedstock yang digunakan (kenampakan visual seperti asap yang lembab) dan selalu terkontaminasi dengan partikkel padat baik berupa debu yang sangat halus sampai yang cukup kasar, aliran gas melalui system distribusi (dust cyclone saluran pipa dll) mengakibatkan gas panas didalam system bersentuhan dengan udara luar, perbedaan temperature antara udara luar dengan gas bakar mengakibatkan terjadi pengembunan didalam system distribusi , pengembunan ini diikuti dengan menempelnya sebagian besar partikel padat sehingga terbentuk deposit yang menempel pada permukaan system distribusi, kecepatan terbentuknya deposit sangat tergantung dari kandungan air asal feed stock, densitas dan besaran partikel feed stock ,kecepatan alir , system gasifier dan temperature synthetic gas.

Gas bakar atau gas synthetic  (mengandung uap air bercampur dengan tar pada temperature diatas 300 C dll) sentuhan dan singgungan  dengan system distribusi (dinding dinding cyclone , condenser sd pipa burner) seperti yang tersebut diatas selain terjadinya penempelan kerak partikel padat bersama dengan kandungan tarnya dan bersifat sangat korosif.

Kerak dan pengikisan akibat korosi 

Kapan terjadi pengerakan dan korosi.

Upaya mengeliminasi.

1.System distribusi idealnya dibuat dari material yang mempunyai ketahanan panas dan korosi yang cukup baik misalnya dibuat dari Stainless steel SUS 304 atau apabila dari karbon steel dilapis dengan lapisan castable 3 cm.

2.Dalam perencanaan system distribusi harus sudah dilengkapi dengan system control yang memudahkan pembuangan lapisan kerak yang terjadi di seluruh system distribusi. Dengan melengkapi beberapa bagian yang mudah dibuka dan ditutup untuk operasi pembersihan.

3.Mencegah semaximal mungkin terjadinya pengembunan dengan melapisi bagian  luar system distribusi dengan heat insulation sehingga terhindari pengembunan akibat adanya perbedaan temperature. Insulation dapat dibuat dari glass wool dengan densitas yang cukup tinggi dengan ketebalan 1” atau dengan lapisan tradisional yang sejak dulu digunakan yaitu lapisan serat dicampur dengan kapu tohor dan kotoran sapi/ kerbau dengan ketebalan beberapa cm. Hal ini juga akan memberikan dampak positip dimana pada saat gas dilewatkan system penukar panas temperature gas masih relative sama dengan temperature gas waktu keluar reactor dan akan terjadi pengembunan yang diikuti dengan pengurangan tar secara optimal.

4.Diupayakan menggunakan saluran saluran distribusi dengan ukuran yang tidak terlalu kecil untuk memperpanjang cyclus operasi dari pembersihan kerak ke pemberishan kerak berikutnya, upayakan system tidak terlalu panjang, gas piping sytem yang panjang masih layak apabila gas bakar yang dialirkan sudah melalui proses condensasi sehingga gas bakar sudah relative keriang karena sebagian besar berikut tarnya sudah diembunkan menjadi asap cair.

4.Upaya sederhana mengeliminasi pengembunan gas bakar sebenarnya dapat dilakukan dengan penyemprotan air melalui water scrubber, tetapi hal ini berdampak negative karena buangan water scrubber pasti akan terhambur ke lingkungan dan menjadi pencemar berbahaya karena kandungan phenol dll.

scribd.com/ss170952 

youtube.com/ss170952 

slideshhare.net/ss170952 

GASIFIER DARI TANAH LIAT

Bata cetak mentah  disusun menjadi reaktor gasifikasi dengan pelapis tanah liat juga, reaktor persegi 45 cm x 45 cm dengan feedstock batok kelapa menghaslkan  energy setara lebih dari energy 5 ltr minyak tanah per jam.biaya yang diperlukan kurang dari Rp 150.000 sudah termasuk blower penghembus udara.

Dengan feedstock batok kelapa, cangkang sawit atau tongkol jagung gasifier sederhana ini dapat dioperasikan kontinu , dan dapat digunakan untuk beberapa industri makanan dan minuman dikawasan  pedesaan.

youtube.com/ss170952

slideshare.net/ss170952

scribd.com/ss170952

GASIFIKASI ARANG BIOMAS DAN ARANG BATU BARA (COKES)

WARNA PANTAT WAJAN HITAM

Gasifikasi biomas maupun batubara pada thermal aplikasi, meskipun secara visual terlihat api warna biru maupun merah cerah tetapi akan meninggalkan jelaga berwarna hitam, yang makin lama juga makin tebal, pada pemakaian dimana gas syntetik masih harus dialirkan melalui pipa burner juga akan ada kecenderungan terjadinya lapisan lapisan jelaga dalam pipa burner yang lama kelamaan akan menyebabkan kebuntuan, pemukulan pipa burner pada saat operasi (dalam keadaan panas) akan membantu mengeluarkan jelaga yang sudah menempel pada dinding burner.
Fenomena ini akan mendasari perencanaan aliran sysntetic gas dari body reaktor sampai dengan ujung penyalaan burner.

WARNA PANTAT WAJAN CENDERUNG KEPUTIH PUTIHAN.

Berbeda dengan gasifikasi arang biomasa maupun arang batu bara, yang karena kandungan bahan menguapnya sudah hampir tidak ada termasuk kandungan air, maka akan didapatkan nyala api yang relatif lebih bersih, dan justru akan meninggalkan sisa jelaga berwarna keputih putihan, perbedaan yang menyolok adalah temperature pirolisis yang lebih tinggi, diatas 1000 derajat celsius mengharuskan pemilihan bahan reaktor pirolisis yang sesuai, ideal dengan menggunakan stainless steel aisi 310 atau apabila menggunakan karbon steel perlu pelapisan castable dengan heat resiastant 1.300 celsius

www.youtube.com/ss170952

GASIFIKASI PEMBAKARAN KAPUR

Nyala api syn gas pada tobong kapur

Gasifikasi model twinn dia 135 cm pada tradisional kiln.

Pembakaran calsium carbonat untuk dijadikan kapur tohor sangat banyak diusahakan dikawasan yang mengandung batuan calsit umumnya dikawasan pegunungan atau perbukitan disekitar hutan, proses pembakaran dilakukan dalam jobong tradisional dan menggunakan bahan bakar kayu, diperlukan temperature diatas 950 celsius agar terjadi kalsinasi dan memerlukan bahan bakar yang cukup banyak, 10 sd 12 truk kayu bakar diperlukan untuk menghasilkan 30 sd 35 ton kapur tohor (quick lime) , thermal effisiensi dalam kisaran 15%, penggunaan kayu sebagai bahan bakar pembakaran kapur ada kecenderungan terjadinya kerusakan lingkungan utamanya hutan disekitarnya.
Diatas adalah switching energy dengan residu petanian (sekam padi, tongkol jagung dll) dengan terapan gasifikasi dengan goal ekonomis, perbaikan lingkungan dll.

Kelebihan lain dalam penggunaan gasifikasi adalah dihasilkan kapur tohor dengan kwalitas yang lebih baik, hampir tidak ada impurities tambahan dari ash/ abu kayu bakar, selain itu pesentase unburnt/ tidak terkalsinasi lebih sedikit sehingga dalam analisa akan dihasikan quick lime dengan kadar CaO yang lebih tinggi.

Investasi untuk gasifikasi twin model dengan kapasitas setara 40 ltr minyak tanah sebesar Rp 180 juta sedangkan untuk kapasitas setara 60 ltr minyak tanah sebesar Rp 250 juta masing masing untuk kapasitas tobong 30 ton per cycle dan 45 ton per cycle

15 KVA DIESEL GASIFIKASI.

15 KVA DIESEL GENSET DUAL FUEL MODE.

Dioperasikan 15 kva diesel generator dengan bahan bakar solar dan gas, syngas dari reaktor dilairkan melalui proses pendinginan untuk pengembunan kandungan air yang tercampur tar diikuti dengan system filtrasi yang juga dibuat dari bahan organik baik serbuk gergajian kayu maupun serbuk tongkol jagung yang diletakkan dalam filter housing (bio filtrasi) , pada uji dengan diesel (s 185) yang lebih kecil setelah operasi 60 jam tidak ditemukan endapan tar didalam ruang bakar baik yang menempel di cylinder head maupun di leher leher dari inlet outlet valve. Uji juga meliputi penggantian feedstock dari biomass ke batubara yang telah ditreatment dengan memberikan calsium dan magnesium untuk desulphurisasi dan dari pengamatan visual terlihat kenaikan performance dan pengurangan konsumsi solar yang cukup signifikan.
Seperti yang dilakukan di India sebagian standart uji diesel dengan gasifikasi, diesel harus dijalankan beberapa hari nonstop dan dilakukan pembongkaran cylinder setelah 60 jam dan 300 jam operasi. Tentu dengan segala keterbatasan keterbatasan yang kami lakukan masih jauh dari sempurna tetapi kami yakini hal ini memberikan harapan baru untuk mendapatkan energy yang lebih murah dan ramah lingkungan utamanya untuk saudara saudara yang tinggal dikawasan terpencil.

NATURAL DRAFT GASIFICATION

Sering beberapa sahabat bertanya apa mungkin dibuat design reactor gasifikasi tanpa blower listrik, pertanyaan yang selalu menggelitik dan memang barangkali dan tentu masih ada kawasan kawasan terpencil yang belum teraliri listrik, meskipun sebenarnya blower gasifikasi juga bisa dipilih dengan arus dc dari accu sepeda motor, ya kalau punya sepeda motor ?, nah trus saya harus tanya kesiapa? Tentu pada akhirnya saya harus tanya pada pencipta saya, sejujurnya tersirat dihati saya satu idea kenapa tidak saya mirorkan cerobong asap artinya kenapa tidak dibuat underground pipe untuk supply udara yang mengandung oxygen toh hanya diperlukan 30% dibanding stoiciometrinya biomass (stoiciometri adalah kebutuhan udara untuk pembakaran sempurna) jadi andaikan perlu dibuat under ground paling hanya dibor atau digali 4 meter saja, lebih dangkal dari menggali sumur, tersirat lagi satu isarat bukankah ada beberapa feedstock biomass yang secara volumetric terisi dengan udara, atau meskipun ditumpuk masih ada aliran udara bebas misalnya tongkol jagung, batok kelapa, biji jarak berikut kulitnya, dan kebetulan saya bisa dapatkan batok kelapa untuk langsung saya cobakan hasilnya seperti foto diatas gas menyala diatas reactor dengan aliran udara tarikan alam, begitu pula pada feedstock tongkol jagung artinya ketinggian reactor besifat sebagai cerobong terjadi tarikan alam atau natural draft, khusus untuk feedstock dengan rongga udara kecil memang masih tetap diperlukan jumlah aliran udara dengan tekanan yang lebih besar dan jawabannya adalah under ground stack yang berfungsi sebagai natural draft stack.

SMOKELESS AND ODORLESS COAL GASIFICATION

Nyala lebih bersih dengan asap yang hampir hampir tidak ada begitu pula bau khas pembakaran batubara tidak tercium (smokeless snd odorless)

Tampak pecahan batu bara sebelum dan sesudah ditreatment, treatment dengan melapisi batu bara dengan mineral yang mengandung Ca dan Mg sehingga pada proses pirolisa sulphur sebagai SO2 dengan Calsium dan Oxygen akan bereaksi dan membentuk CaSO4 yang terikat pada cokas atau abu, sehingga dihasilkan nyala yang bebas asap dan bau.

15 KW dan 100 KW biomass energy

Nyala api 100 kw

Smokeless coal Continu gasifikasi

Coal/ batubara gasifikasi c/w dengan water scruber

Biomas gasifikasi c/w dust cyclone, condenser dan filter


15 KW biomass heating energy


100 KW biomass heating energy

DIESEL BIOMAS GASIFIKASI

Biogasifikasi dengan diesel 10 hp

Beberapa tahun lalu Indonesia telah mencoba menerapkan teknologi biomass gasification untuk diesel engine, dikenal model Bioneer 1 dikopel dengan engine Deutzt 3 cylinder menggerakkan rice milling unit dan selanjutnya dilaporkan adanya tar problem sehingga tidak dilanjutkan (tar problem currently abandoned), sementara dibeberapa Negara tetangga dengan problem yang sama tetap mencari dan menyempurnakan kelemahan kelemahan tersebut sehingga pada akhirnya mereka telah memproduksi secara komersial biomass gasification for dual fuel diesel engine, dari mulai untuk 10 pk sd 500 pk. Kunci keberhasilan mereka barangkali adalah keuletan untuk mencoba dan mencoba , plan do check action bagi merekan bukan sekedar theory kendali mutu tetapi secara konsisten diterapkan, nah dengan rahmat yang maha berilmu kami juga coba mengatasi tar problem dengan cara yang cukup sederhana, untuk pirolisis gasifikasi (biomass feedstock) dengan dust cyclone , tar and vapour condenser dilanjutkan dengan fine filter sebelum dimasukkan ke diesel engine, sedangkan apabila digunakan feedstock batubara gas cleaning and cooling ditreatment dengan double water scruber dilanjutkan dengan hydrated dan fine filter, ternyata secara praktis method gas cleaning and cooling tersebut dapat dan layak diterapkan, tentu bagi akademisi dan peneliti professional hal yang sederhana menjadi tidak sederhana, kajian demi kajian akan dilakukan seminar dan prsentasi slih berganti nah kapan rakyat menikmati ?.

DUAL FUEL DIESEL (SOLAR PLUS ETHANOL)

Terkesan atas dual fuel diesel engine di Mianma (solar dan ethanol) dengan terapan fumigasi, dimana dimanfaatkan ethanol dengan kadar 90% dan dikabutkan dengan karburator yang selanjutnya dimasukkan melalui inlet udara dan ternyata FAO juga telah memberikan panduan untuk terapan pada diesel engine silinder tungal sebagai yang diterapkan di Mianma. Dual fuel diesel egine akan mengkonsumsi 75% bahan bakar solar dan 25% hidrous ethanol (ethanol kadar 90%).
Nah kelihatannya terapan ini sesuai untuk segment pengguna berekonomi lemah dan pada daerah atau kawasan terpencil yang bukan tidak mungkin harga minyak solar lebih mahal dari yang ditetapkan pemerintah, tentu segmen menengah keatas yang mampu membeli mobil diesel dengan harga ratusan juta rupiah bukan target pengguna , bagi merekan berapapun harga solar masih mampu dibeli.
Kami juga coba Diesel RRT 24 hp ,silinder tunggal dicoba di modifikasi dengan memasang carburator Yamaha RX dengan aliran udara yang dihangatkan melalui penukar panas yang dipasang pada knalpot dan hasilnya sesuai dengan yang dipublikasikan FAO, pengguna semacam ini sangat luas dan banyak sekali pada golongan ekonomi lemah yang dimanfaatkan sebagai alat /mata pencaharian sehari hari.
Permasalahannya yalah mereka belum pernah tersentuh dan mendapat sentuhan informasi dan sentuhan teknologi.

PENGERING PADI RAKYAT

(MOHON MAAF KAMI TIDAK / BUKAN MENJUAL MESIN PENGERING PADI)

Selalu panen raya padi jatuh pada musim hujan, tidak hanya padi jagung juga panen pada awal musim hujan, biaya pengeringan menjadi mahal meskipun hanya dengan penjemuran matahari, dimusim hujan waktu pengeringan bervariasi 4 sd 5 hari yang berarti upah pengeringan membengkak dan juga mengganggu perputaran modal, akibatnya harga gabah di tingkat petani turun dan diikuti dengan mundurnya waktu pembayaran, mesin pengering tower model LSU hanya bisa dijangkau pengusaha besar dank arena hamper semua didesign dengan bahan bakar minyak berakibat mesin mesin tersebut menjadi monumental.
Rancangan mesin pengering butiran hasil pertanian model bed/box drier barangkali sebagai salah satu alternative solusi, dengan harga yang reasonable dan dapat dijangkau, menggunakan bahan baku local yang juga dapat dibuat petani sendiri dan biaya operasi sangat murah karena menggunakan sekam padi dengan terapan gasifikasi sebagai sumber pemanasan ditambah kebutukan listrik 350 sd 400 watt untuk blower pengehembus udara.
Mesin pengring ini layak disebut econodrier, dengan harga dalam kisaran Rp 25 sd 35 juta (kalau mau membuat sendiri) petani, pengusaha gilingan gabah akan mendapatkan keuntungan dan kepastian kerja.