Gasifier biomassa

Jenis-jenis Gasifier Biomassa

Gasifier biomassa menghasilkan gas sintesis dengan cara dekomposisi termal biomassa dalam kondisi tanpa oksigen. Gasifier secara umum diklasifikasikan menjadi gasifier aliran atas, aliran bawah, aliran silang, dan gasifier menengah/mesin. Berikut adalah gambaran singkat tentang berbagai jenis gasifier:

• Gasifier aliran atas: Pada gasifier aliran atas, gas sintesis mengalir dalam arah aksial yang sama dengan umpan biomassa. Umpan bergerak ke bawah melalui reaktor sementara udara atau uap masuk dari bagian bawah. Tiga bagian utama reaktor ini meliputi bagian pengeringan dan pirolisis, bagian oksidasi, dan bagian reduksi atau gasifikasi. Karena perbedaan suhu dalam reaktor, reaksi kimia terjadi yang mengubah biomassa menjadi gas sintesis yang mengandung hidrogen, karbon monoksida, dan metana, yang dikenal sebagai syngas. Meskipun gasifier ini mudah dibangun dan dioperasikan, terdapat kelemahan utama. Tar yang dihasilkan hadir dalam gas sintesis dan membutuhkan metode yang kompleks untuk menghilangkannya.
• Gasifier aliran bawah: Gasifier aliran bawah memiliki desain serupa dengan gasifier aliran atas. Namun, aliran udara atau uap berlawanan arah dengan gas sintesis. Gas sintesis keluar dari gasifier dari bagian bawah. Gasifier aliran bawah menghasilkan gas sintesis berkualitas lebih tinggi dengan jumlah tar yang lebih rendah dibandingkan dengan gasifier aliran atas. Akan tetapi, gasifier aliran bawah membutuhkan umpan kering dan suhu yang lebih tinggi untuk bekerja. Oleh karena itu, gasifier ini cocok untuk operasi gasifikasi yang berkelanjutan.
• Gasifier aliran silang: Pada gasifier aliran silang, udara atau uap mengalir dalam arah aksial terhadap umpan biomassa. Gas sintesis keluar dari reaktor dari samping. Gasifier ini memiliki desain yang lebih sederhana dibandingkan dengan gasifier aliran bawah. Meskipun menghasilkan gas sintesis berkualitas baik, gasifier ini juga menghasilkan beberapa tar. Gasifier aliran silang lebih cocok untuk operasi skala kecil.
• Gasifier menengah atau model mesin: Ada beberapa variasi atau model gasifier menengah. Ini termasuk gasifier tempat tidur fluida, gasifier garam cair, gasifier plasma, dan lain-lain. Fungsi utama model ini adalah mengubah biomassa padat secara langsung menjadi gas. Beberapa model ini tersedia secara komersial. Namun, tidak satupun dari mereka cocok untuk operasi skala kecil. Keuntungan utama dari model menengah adalah mereka dapat memproses umpan dengan kualitas, kadar air, dan pengotor yang rendah.

Spesifikasi dan Pemeliharaan Gasifier Biomassa

Spesifikasi

• Fleksibelitas umpan

  Gasifier biomassa dirancang untuk mengubah berbagai macam umpan biomassa menjadi gas sintesis. Ini termasuk sisa kayu, sisa pertanian, tanaman energi khusus, fraksi biomassa sampah padat kota (MSW), dan sampah organik. Gasifier dapat menangani berbagai komposisi, kadar air, dan ukuran partikel biomassa.

• Hasil gas

  Jumlah gas sintesis yang dihasilkan oleh gasifier biomassa dinyatakan dalam volume atau massa per satuan biomassa. Ini diukur, misalnya, dalam meter kubik normal per jam (Nm3/h). Hasil gas bervariasi tergantung pada jenis, ukuran, kondisi operasi, dan teknologi gasifier tetapi biasanya berkisar antara 1 hingga 3 Nm3/h per MW daya input biomassa.

• Komposisi gas

  Gas sintesis yang dihasilkan oleh gasifier biomassa umumnya mengandung hidrogen (H2), karbon monoksida (CO), metana (CH4), karbon dioksida (CO2), dan sejumlah kecil gas lainnya. Komposisi tepat dari gas sintesis tergantung pada faktor-faktor seperti jenis umpan biomassa, suhu gasifikasi, tekanan, dan desain dan pengoperasian gasifier.

• Ukuran gasifier

  Gasifier bervariasi dalam ukuran dari unit kecil beberapa kilowatt hingga unit skala komersial besar beberapa megawatt atau bahkan gigawatt. Gasifier mikro atau skala kecil (<1 MW) dapat menghasilkan sekitar 50-100 kW daya, sementara gasifier skala menengah (1-10 MW) dapat menghasilkan beberapa ratus kilowatt hingga beberapa megawatt.

Pemeliharaan

• Inspeksi rutin

  Operator harus secara rutin memeriksa gasifier untuk memastikan pengoperasiannya yang tepat. Ini termasuk inspeksi visual komponen, memeriksa kebocoran gas, memeriksa segel dan gasket, dan memverifikasi fungsi perangkat keselamatan. Pemeliharaan dan kalibrasi rutin pada analis gas juga diperlukan untuk memastikan pengukuran komposisi dan kualitas gas yang akurat.

• Manajemen umpan

  Operator harus proaktif dalam memastikan teknik manajemen dan pra-perawatan biomassa yang tepat, karena menjaga kualitas dan sifat biomassa selama penyimpanan dan transportasi sangat penting untuk keberhasilan operasi gasifier dan kualitas gas.

Skenario

Gasifier biomassa 1 ton berguna di berbagai industri. Berikut adalah beberapa aplikasi dan manfaat umum.

• Pembangkitan Tenaga

  Perangkat ini menghasilkan syngas, yang menjadi bahan bakar mesin pembakaran internal atau turbin gas untuk menghasilkan listrik. Ini berlaku di mana tidak ada atau akses terbatas ke jaringan listrik utama. Gasifier menawarkan pasokan energi yang andal untuk lokasi terpencil seperti pertanian lepas jaringan, lokasi penambangan, atau pulau-pulau. Mereka menyediakan sumber daya cadangan selama pemadaman listrik. Gasifier yang dipasang dengan pengaturan yang tepat mampu memasok listrik ke ribuan rumah.

• Produksi Panas Industri

  Gasifier digunakan untuk menghasilkan panas proses di industri. Ini termasuk industri semen, keramik, kaca, dan logam. Panas diterapkan dalam proses produksi suhu tinggi seperti pengeringan bahan, peleburan, dan kalsinasi. Gasifier menggantikan bahan bakar fosil, sehingga secara signifikan mengurangi emisi gas rumah kaca.

• Bahan Bakar Otomotif

  Gasifier memungkinkan produksi dan pemanfaatan bahan bakar alternatif untuk transportasi. Syngas yang dihasilkan oleh gasifier dapat diubah menjadi etanol atau metanol. Kedua senyawa ini digunakan untuk membuat biofuel atau dicampur dengan bensin konvensional.

• Produksi Pupuk

  Dalam industri pupuk, gasifier biomassa diterapkan untuk menghasilkan amonia. Amonia kemudian digunakan untuk membuat pupuk nitrogen. Gasifier mengurangi ketergantungan pada gas alam sebagai bahan baku, sehingga mendorong pertanian berkelanjutan.

• Produksi Kimia

  Gasifier biomassa menghasilkan bahan kimia berharga seperti hidrogen, karbon hitam, dan tar. Bahan kimia ini berfungsi sebagai bahan baku atau produk sampingan dalam beberapa proses produksi kimia.

Cara Memilih Gasifier Biomassa

Memilih gasifier biomassa yang sesuai untuk aplikasi tertentu memerlukan pemeriksaan menyeluruh dari beberapa faktor, termasuk ketersediaan sumber daya, kelayakan ekonomi, dan persyaratan teknis. Berikut adalah hal-hal penting yang perlu dipertimbangkan saat memilih gasifier biomassa:

• Jenis gasifier: Langkah pertama dalam proses pemilihan adalah memutuskan model gasifier yang tepat untuk aplikasi tersebut. Gasifier tempat tidur tetap, misalnya, sederhana, andal, dan sangat cocok untuk konversi biomassa skala kecil hingga menengah. Contoh perwakilannya adalah gasifier aliran bawah, yang menghasilkan syngas berkualitas tinggi dan cocok untuk biomassa dengan kadar air rendah. Di sisi lain, gasifier tempat tidur fluida memiliki fleksibilitas yang baik dan berlaku untuk operasi skala menengah hingga besar yang memproses berbagai jenis biomassa.
• Persyaratan kualitas gas: Produsen gasifier biomassa menggunakan metodologi yang berbeda untuk konstruksi dan pengoperasian gasifier. Syngas yang dihasilkan memiliki komposisi dan nilai kalor yang bervariasi. Aplikasi tertentu, seperti pembangkitan tenaga, pemanasan, atau sintesis kimia, memerlukan persyaratan kualitas gas tertentu dalam hal komposisi, pengotor, dan nilai kalor. Memilih gasifier yang tepat yang dapat memenuhi persyaratan ini sangat penting untuk memastikan keberhasilan aplikasi tersebut.
• Umpan biomassa: Gasifier yang berbeda memiliki kesesuaian khusus untuk jenis biomassa tertentu karena variasi dalam karakteristik umpan, seperti komposisi kimia, kadar air, dan kadar abu. Memilih gasifier yang kompatibel dengan umpan biomassa yang tersedia sangat penting untuk memastikan konversi biomassa yang efisien dan pengoperasian gasifier.
• Skala operasi: Gasifier biomassa tersedia dalam skala kecil, menengah, dan besar. Skala gasifier harus sesuai dengan skala ketersediaan biomassa dan permintaan energi di wilayah tersebut.
• Teknologi dan pemasok: Memilih gasifier yang tepat juga tergantung pada teknologi dan pemasok. Penting untuk mempertimbangkan teknologi yang digunakan oleh pemasok, serta pengalaman dan keahlian mereka dalam desain dan konstruksi gasifier. Pemasok terkemuka dengan rekam jejak yang terbukti dapat memastikan keandalan dan kinerja gasifier.

FAQ Gasifier Biomassa

T1: Apa perbedaan antara gasifier biomassa dan pirolisis biomassa?

A1: Perbedaan utama antara gasifier biomassa dan pirolisis biomassa adalah gasifier mengubah biomassa menjadi gas, sedangkan pirolisis mengubahnya menjadi cairan yang disebut bio-oil. Kedua proses ini melibatkan pemanasan biomassa tanpa adanya oksigen, tetapi produk akhirnya berbeda.

T2: Jenis biomassa apa yang dapat digunakan dalam gasifier?

A2: Berbagai macam bahan biomassa dapat digunakan dalam gasifier biomassa, termasuk sisa pertanian (jerami, sisa jagung, sekam padi, dll.), sisa kehutanan (serpihan kayu, kulit kayu, serbuk gergaji, dll.), tanaman energi khusus (switchgrass, miscanthus, dll.), sampah organik (sampah makanan, sampah padat kota, lumpur limbah, dll.) dan lainnya (kertas dan limbah kardus, kotoran ternak, dll.).

T3: Apa saja keuntungan gasifier biomassa?

A3: Gasifier biomassa menawarkan beberapa keuntungan, termasuk yang berikut ini: mereka menghasilkan sumber energi terbarukan. Mereka dapat mengubah berbagai jenis biomassa, membuatnya fleksibel untuk digunakan. Mereka dapat diintegrasikan dengan sistem konversi energi lainnya. Selain itu, mereka memiliki emisi yang relatif rendah.

T4: Apa gas yang dihasilkan dari gasifier biomassa?

A4: Gas yang dihasilkan dari gasifier biomassa disebut syngas (atau gas sintesis). Ini terutama terdiri dari karbon monoksida, hidrogen, karbon dioksida, dan metana.