PENGARUH UDARA LEBIH DAN UDARA SEKUNDER TERHADAP KARAKTERISTIK PEMBAKARAN PADA CIRCULATING FLUIDIZED BED COMBUSTOR

Abstract

Circulating Fluidized Bed Combustor (CFBC) merupakan reaktor pembakaran yang melibatkan partikel pasir terfluidisasi yang mengalir bersama udara. Pasir adalah media dengan kapasitas kalor yang besar sehingga dapat mendistribusikan kalor lebih baik dibandingkan gas. Tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan udara lebih (excess air) dan penggunaan udara sekunder terhadap karakteristik CFBC berupa komposisi flue gas yang dihasilkan dari reaksi pembakaran dan distribusi temperatur. Dalam penelitian ini, dilakukan simulasi numerik berbasis multiphase particle-in-cell (MP-PIC). Model CFBC terdiri dari bagian pokok: riser tempat terjadinya proses pembakaran dengan tinggi 3 m, siklon alat untuk memisahkan partikel pasir dari aliran flue gas, dan loop-seal yang merupakan non-mechanical valve untuk memisahkan riser dan siklon. Udara primer (PA) dialirkan dari bagian bawah riser, batubara dimasukkan ke riser pada ketinggian 35 cm dari dasar riser, dan udara sekunder (SA) diinjeksikan di atas saluran batubara. Digunakan 3 variasi berdasar udara lebih (EA) dan ada tidaknya SA yaitu Variasi 1 (stoikiometris, hanya PA), Variasi 2 (EA=24%, hanya PA), dan Variasi 3 (EA=46%, PA dan SA). Hasil menunjukkan bahwa pada Variasi 1 pembakaran terjadi dengan baik walaupun intermediate spesies CO, CH₄, dan H₂ terbentuk dalam jumlah cukup banyak. Dengan menambahkan jumlah udara (Variasi 2) maka intermediate spesies turun drastis. Penambahan jumlah udara melalui SA (Variasi 3) menurunkan pembentukan intermediate spesies lebih jauh sampai 50% dibandingkan Variasi 2. Penambahan udara lebih juga berakibat penurunan temperatur di dalam riser secara keseluruhan.