Suhu dan Rasio Kukus Optimum pada Proses Gasifikasi Kukus Berkatalis K2CO3 terhadap Arang Batu bara Lignit Hasil Pirolisis dengan Laju Pemanasan Terkontrol

Abstract

In order to fulfill the raw material needs of Fischer Tropsch process for producing synthethic fuel (synfuel), high yield of synthesis gas (syngas) with H2/CO ratio ≈ 2.0 should be obtained from lignite coal gasification. Steam gasification can enhance H2 composition in syngas. Lower activation energy of gasification reaction can be obtained using K2CO3 catalyst during the process. Pyrolysis step with controlled heating rate will affect pore surface area of char which will influence the composition and yield of syngas. In this study, lignite char from pyrolysis with controlled heating rate with 172.5 m2/g surface area and K2CO3 catalyst was fed in fixed bed steam gasification reactor. Steam to char mass ratio (2.0; 3.0; 4.0) and gasification temperature (675; 750; 825C) was varied. Optimum condition for syngas production obtained in this study was steam gasification at 675C with steam/char mass ratio 2.0. This condition will produce syngas with H2/CO ratio 2.07 and gas yield 1.128 mole/mole C (45% carbon conversion).

Keywords: lignite, controlled pyrolysis, catalytic steam gasification, fixed bed reactor

Untuk memenuhi persyaratan bahan baku pembuatan bahan bakar cair sintetis (synfuel) melalui proses Fischer Tropsch, diperlukan proses gasifikasi batu bara lignit yang menghasilkan gas sintesis dengan rasio H2/CO ≈ 2,0 dan yield gas yang tinggi. Metode gasifikasi kukus dapat meningkatkan komposisi H2 dalam gas sintesis. Energi aktivasi reaksi gasifikasi dapat diturunkan dengan menggunakan katalis K2CO3. Laju pemanasan terkontrol pada tahap pirolisis menentukan ukuran pori arang yang berpengaruh pada komposisi dan yield gas sintesis. Penelitian ini dilakukan dengan mengumpankan arang batu bara lignit hasil pirolisis dengan laju pemanasan terkontrol yang memiliki luas permukaan pori 172,5 m2/g bersama dengan katalis K2CO3 ke dalam reaktor unggun tetap. Rasio massa kukus/arang yang ditambahkan bervariasi 2,0; 3,0; 4,0 dan suhu gasifikasi 675, 750, 825C. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kondisi reaksi gasifikasi yang sesuai untuk produksi gas sintesis bahan baku proses Fischer Tropsch adalah reaksi gasifikasi berkatalis K2CO3 pada suhu 675C dan rasio massa kukus/arang 2,0. Kondisi ini menghasilkan gas sintesis dengan rasio H2/CO 2,07 dengan yield gas 1,128 mol/mol C (45% konversi karbon).

Kata kunci: lignit, pirolisis terkontrol, gasifikasi kukus berkatalis, reaktor unggun tetap