GANENDRA, Vol. VII, No.1 ISSN 1410-6957

KAJIAN PENGURANGAN S02 DAN NOx DARI GAS BUANG HASILPEMBAKARANDENGANAKSELERATOR

SukarsonoPuslitbang Teknologi Maju SATAN, Yogyakarta

ABSTRAK

KAJIAN PENGURANGAN SOl DAN NOx DARl GAS BUANG HASIL PEMBAKARAN DENGANAKSELERATOR. Emisi gas nitrogen oksida dan sulfur oksida merupakan salah satu sumber

pencemaran dan kerusakan lingkungan. Gas-gas tersebut disebut gas asam, dapat menyebabkanhujan asam, efek rumah kaca secara tidak langsung, merusakkan hutan, menghancurkan hasilpanen, merusakkan lahan pertanian dan kehidupan hewan, korosi bangunan dan menimbulkanmasalah-masalah kesehatan. Pengurangan gas berbahaya dalam gas hasil pembakaran banyakdilakukan dengan penyerapan gas SOl, dikombinasi dengan proses pencegahan terjadinya gas NOxmelalui pembakaran ulang gas NOx atau reduksi gas hasil pembakaran baik secara katalitik maupuntidak Cara tersebut menimbulkan banyak limbah cairo Cara baru yang tidak menimbulkan limbahcair dan dapat menghilangkan NOx dan SOl secara simultan dapat dilakukan dengan iradiasimenggunakan berkas elektron. Gas Hasil Pembakaran diiradiasi menghasilkan senyawa radikalyang memicu reaksi NOx menjadi asam nitrat dan SOl menjadi asam sulfat yang apabila direaksikandengan ammoniak menghasilkan ammonium sulfat dan ammonium nitrat. Kedua hasil sampingdapat digunakan sebagai pup uk tanaman. Dengan proses baru ini biaya investasi lebih besar tetapibiaya opeasional menjadi murah dan dihasilkan produks samping sehingga biaya keseluruhanmenjadi murah.

ABSTRACT

REMOVING SOlAND NOxFROM THE FLUEGAS BY ACCELERATOR. The emission of sulfur

oxide and nitrogen oxide from fossil fuel burning is one of the sources of environmental pollutionand environmental degradation. These gases are named as acid gases, causing acid rain, the indirectgreen house effect, damages forest, agriculture fields and flora, building corrosion and also causedmany public health problems. Treatment of the dangerous gases is doing by scrubbing of SO] usingcalcium base combined by reburn NOx process or catalytic/non catalytic reduction process forreducing NOx in the flue gas. The new process was introduced. Using the electron beam machine,flue gas was irradiated, producing radical substances that make a reaction with NOx and SO] to benitric acid and sulfuric acid. By introducing ammonia in the gas phase, the acid will react withammonia to be ammonium sulfate and ammonium nitrate. These by products is used as plantfertilizer. This new process needs higher investation cost and lower operational cost. The total cost ofNOx and SOl treatment of the new process is lower then the old process.

PENDAHULUAN

Emisi gas berbahaya dari alat proses ataupembakaran bahan bakar seperti SOx (S02dan SO) dan NOx (NO, N02) merupakansumber polusi lingkungan terbesar, yangberakibat pencemaran dan perusakanlingkungan. Gas-gas tersebut disebut gasasam, dapat menyebabkan hujan asam yaituair hujan yang mengandung asam karenareaksi antara gas dengan air. Gas asam jugamenyebabkan efek rumah kaca secara tidak

Sukarsono

langsung. Hujan asam merusakkan hutan,menghancurkan hasil pan en, merusakkanlahan pertanian dan kehidupan hewan,korosi bangunan dan menimbulkanmasalah-masalah kesehatan(I,2).

Emisi gas S02 dan NOx

Peraturan tentang langit bersih yangdigalakkan dibanyak negara termasukIndonesia menyebabkan keharusan bagiperusahaan untuk mengontrol polutan udara

15

..

Negara

Plant baru (mq/Nm3)Plant lamamg/Nm3)

S02

NOxSOlNOx

Australia

200-1.620200-400200-2.000200-400

Canada

715740--Denmark

400-2.000650(200}810-Finlandia

380-2.540200-400620-1.540200-620

Perancis

400-2.000650-1.300400-2.000-German

400-2.000200-500400-2.500200-1.300

Grase

200-2.000650-1.300400-2.000-Irlandia

400-2.000650-1.300--

Itali400-2.000200-650400-2.000-

Jepanq

-410-510 -620-720

Polandia

540-1.755460675-4.160-Portugal

400-2.000650-1.300--

Spanyol400-2.000650-1.3002.400-9.000-

Swedia160-540140160-920(140-560)

Swis

430-2.145200-500430-2.145200-500

Inqqris

400-3.000650-3002.000-3.000-USA

750-1.480615-980(550)1480-

ISSN 1410-6957

dari plant mereka. Kebutuhan energi untuktambahan proses ini sangat besar, karenakandungan polutan gas buang, besar danbervariasi tergantung dari asal gas buangtersebut. Akibat peraturan-peraturan tersebutpenyediaan energi untuk menghilangkanemisi polutan menjadi besar juga. Untukpembatasan terhadap emisi gas berbahayayang menganeam kelestarian lingkungan,

Tabel 1. Batas Emisi SO, d

Sumber energi dan dampaknya terhadapIingkungan

Di dalam bidang sumber energi,Indonesia mempunyai bermaeam-maeamsumber energi yang masih eukup banyak,tetapi beberapa sudah menipiseadangannya. Sumber sumber energiterse but adalah minyak, batubara, gas alam,panas bumi, air, gelombang laut, beda panaslaut, matahari dB. Minyak bumi yangpemah menjadi andalan di Indonesia padamas a lalu, eadangannya tereatat sebesarsekikar 10 milyar barrel (M bbl) denganrineian 4,7 eadangan terbukti dan 5,02 Mbbl merupakan eadangan potensial (3).

Cadangan tersebut dapat menyediakan

16

GANENDRA, VoI.III, NO.1

perlu ditetapkan oleh negara batas emisiyang diijinkan keluar dari plant tertentu(l).

Batas emisi gas berbahaya yangdiijinkan untuk bebarapa negara sangatbervariasi tergantung dari jenis plant,ukuran plant dan bahan bakar yangdigunakan. Data terse but dapat dilihatdalam tabel 1(I).

Nay dari beb

minyak bumi sampai 20 tahun dengantingkat produksi 1,3 juta bbl per hari sepertisaat ini. Tetapi apabila eadangan potensialtidak terbukti, maka dalam 7 tahun,eadangan minyak Indonesia akan habisditambang (4).

Produksi minyak mentah Indonesia 1,3juta bbl/hari, dihasilkan oleh para KPS(Kontraktor Production Sharing) baik asingmaupun domestik. Tetapi produksi olehKPS domestik (Pertamina & Medeo), hanya0,14 juta bbl/hari dan sisanya oleh KPSasing. Setelah disisihkan sebagian untukmembayar ongkos produksi pada KPS,sisanya dibagihasilkan (15% KPS, 85%pemerintah RI). Dari bagi hasil tersebut

Sukarsono

GANENDRA, Vol. VII, No.1

perolehan pemerintah adalah : 700.000bbl/hari. Kapasitas total kilang domesticsaat ini sebesar 1,05 juta bbl/hari. Untukkeperluan kilang di Cilacap sejumlah350.000 bbl/hari minyak mentah diimpordari Arab. Sehingga untuk memenuhikebutuhan minyak bumi bagi kilang-kilangIndonesia, pemerintah masih mengimporminyak dari luar negeri (5) •

Bahan bakar lain yang masih potensialuntuk digunakan, adalah gas alamoCadangan gas alam Indonesia 39 milyar tondan baru termanfaatkan 5%. Sumber energipanas bumi tersedia 20.000 MW dan barutermanfaatkan 1%. Cadangan gas bumimasih 178,1 trilyun CuFt. Sumber energilain selain yang sudah disebut di atas, dapatdikatakan kecil untuk memenuhi kebutuhan

energi yang semakin meningkat.Pertumbuhan energi di Indonesia

sebelum krissis moneter mencapai 15% tertahun, dan terhenti pada waktu terjadi krisismoneter tahun 1997. Setelah melalui usaha

yang keras, pada saat ini pertumbuhanenergi diperkirakan 5%, yang diharapkanmasih meningkat seiring dengan membaik­nya keadaan ekonomi Indonesia.

Salah satu sumber energi yangpotensial untuk dikembangkan di Indonesiaadalah batubara. Hanya sayang sebagianbesar batubara Indonesia berupa lignit yaitubatubara muda. Batubara muda karena

kandungan kandungan pengotor masihcukup besar kalau dibakar menghasilkangas-gas yang bermacam-macam dan abulayang berupa debu yang lebih banyak.Untuk menjaga kelestarian alam, diperlukanbiaya yang lebih banyak untuk mengolahgas buangan ini agar tidak berbahaya bagilingkungan. Perkiraan konsumsi sumberenergi dimasa yang akan datang dapatdilihat di Gambar 1(5).

Sukarsono

ISSN 1410-6957

•••t_~ •••••.,...•••••..•••.••.••T.uI •••••••.•••• Gw. p4WM*242'1

, •• taa ••••• ' ••••• ,.... •• ZOH$t .~

~1IM ••••••••.•••• ~mf; U-4~

•• I w..tctu "'•••••.•••••••••"~..,. ••• , ••• US$.-w.f ••• ~."'­'"

lOt

.•• 20IIt IBM ,. •• »tt 1tt2'~ 201•••••• ., •• 2IUt

'-c,.p.~ •• _"~bw."s..'*~'lIHt.w. titt--.... •. .w-.a.-, ,In.

Gambar 1. Proyeksi Sumber Energi diIndonesia di Masa Yang AkanDatang

Gas-gas dalam gas buang.

Reaksi pembakaran adalah reaksiantara bahan bakar dengan oksigen dalamruang pembakaran. Bahan bakar yangmerupakan senyawa .organik hidrokarbonbila dibakar menghasilkan gas CO2 danH20 menurut reaksi :

CxHy+ ( x + Y:z y)02 -+ X CO2 + Y H20

Senyawa hidrokarbon yang bermacam­macam dan senyawa-senyawa lain yang adadalam bahan bakar, menyebabkan hasilpembakaran tidak hanya karbon dioksida(C02) dan air (H20) tetapi juga senyawaberbahaya seperti S02 dan NOx. Kadar gasNOx dan S02 dalam gas hasil pembakarandapat dilihat dalam Tabel 2.

Tabel 2. Emisi S02 dan NOx dari bahanbakar

No I Asal gas HasHBuan

PembakaranBatubara

2 Pembakaran 125-1.300min ak rin an

3 Pembakaran 0-25

minvak berat

Pembentukan gas NOx dalampembakaran bahan bakar

Emisi NOx dari pembakaran dapatdijelaskan sebagai sebagai emisi nitrogenoksida (NO) dan nitrogen dioksida (N02)'

17

ISSN 1410-6957

Oksida yang dominan dan yang lebihberbahaya dari kedua senyawa itu adalahgas NO yang merupakan 95% dari NOx.Meskipun juga terdeteksi N20 dalam gashasil pembakaran yang bisa merusak ozonedi Stratosfir, tujuan pengelolaan NOxadalah merubah menjadi NOz danpengambilan gas tersebut(6).

Pembentukan NOx dalam pembakaranmerupakan interaksi antara proses kimia,fisika dan panas berlangsung melalui 3tahapan.

1. Pembentukan NOx karena panasOksidasi nitrogen dalam atmosfir pada

suhu tinggi membentuk radikal oksigen.Atom berreaksi dengan nitrogen menghasil­kan NO

02¢==> 200+ Nz¢==> NO + NN + O2 <==> NO + 0N+OH ¢==> NO+ H

2. Pembentukan NOx dari Bahan bakarPembentukan NOx dari bahan bakar

disebabkan adanya senyawa hiterosikliknitrogen yang ada dalam bahan bakarseperti piridin, piperidin dan guinolin yangterdapat dalam minyak dan rantai siklikmaupun rantai terbuka nitrogen dalam batubara. Senyawa-senyawa nitrogen ini yangmenghasilkan gas NO. lumlah maupunkecepatan pembentukan NOx dari senyawanitrogen tergantung dari ikatannya masing­masing.

3. Pembentukan NOx cepatPembentukan NOx ini terjadi karena

reaksi nitrogen dan radikal hidrokarbonselama pembakaran. Pembentukan NOx inicepat terjadi pada pelepasan energi panaskarena pembakaran. Sebagai permulaanterjadinya reaksi adalah pembentukan HCNsbb:

CH + N2 <==> HCN + NCH2 + N2 ¢==> HCN + NH

Selanjutnya HCN ini mereduksi senyawanitrogen menjadi NO

18

GANENDRA, VoI.III, NO.1

Penghilangan gas-gas berbahaya dalamgas buang

Teknologi pengontrolan gas berbahayadari suatu plant misalnya pembakaranbatubara, bisa melalui dua jalan yaitudengan modifikasi teknik pembakaran untukmencegah terbentuknya atau penghilangangas berbahaya yang ada dalam gas hasilpembakaran. Pencegahan terjadinya gasberbahaya, misalnya NOx dilakukan denganpembakaran kembali NOx pada kondisikekurangan udara dan dilanjutkan pemba­karan pada suhu rendah untuk menyempur­nakan reaksi. Sedangkan penanganan gashasil pembakaran untuk mengurangi NOxyaitu dengan teknik reduksi katalitis selektif(SCR) dan reduksi non katalitis selektif(SNCR). Penyerapan gas berbahaya jugadilakukan dengan menyerap gas tersebutdengan bahan penyerap melalui kontakantara gas yang mengandung gas berbahayadengan cairan penyerap dalam kolomabsorbsi( 1,2.6.7,8.9,10).

Skema proses pembersihan gas hasilpembakaran dapat dilihat dalam Gambar2(7).

Abu layang yang terikut dalam gashasil pembakaran dipisahkan denganpemisah elektrostatis. Penyerapan gasberbahaya dalam gas hasil pembakarandilakukan dengan cara mengkontakkan gasdengan penyerap kalsium hidroksida, yangmengikat gas menjadi senyawa kalsiumsuIfat dan kalsium nitrat. Dalam reaktor ini,reaksi disempumakan dan kemudiandipompakan ke dalam t:mgki pengenapsehingga kalsium sui fat mengenap. Setelahdipisahkan kalsium sulfat dicampur denganabu layang dari pemisahan menggunakanpemisah elektrotatis.

Sukarsono

(~

6. Over Flow7. Re-sirkulasi8. Aliran Cairan

9. Pompa Sirkulasi

GANENDRA, Vol. VII, No.1

Gambar 2. Bagan penyerapan gasberbahaya dengan penyerap cair

Pembakaran ulang NOx adalahmodifikasi proses pembakaran, sehinggapembentukan NOx diminimumkan . Pemba­karan ulang NOx untuk mengurangi NOxdalam hasil pembakaran dilakukan melalui3 tahapan. Tahap pertama gas pembentukangas NO dengan interaksi bahan bakardengan udara, tahap kedua adalahpenambahan bahan bakar di bawah kondisireduksi (kekurangan oksigen) untuk mem­produksi radikal hidrokarbon yang bereaksidengan NOx yang terbentuk, menghasilkanNz dan tahapan ketiga adalah penambahanudara pada suhu rendah untuk menyempur­nakan pembakaran(6).

Karena biaya proses penyerapan initinggi, dan hasil samping yang diperolehyaitu gibsun tidak banyak digunakan, makakebanyakan negara berkembang tidakmenggunakan penyerap ini, kecuali padauntuk gas-gas mempunyai kandungan SOxyang sangat tinggi.

Sukarsono

ISSN 1410-6957

KeteranganI. Keluaran Gas2. Pemisah butiran

3. Nozzle Penyemprot4. Plate Berlubang5. Masukan Gas

Gambar 3. Alat penyerap gas berbahayadalam gas hasil pembakaran

Untuk menjaga lingkungan danmendukung program langit bersih, perludidapatkan cara penyerapan gas-gasberbahaya tersebut dengan biaya yangmurah. Mesin berkas elektron yangmerupakan akselerator elektron denganenergi rendah, mempunyai prospek untukmemecahkan permasalahan tersebut. Mesinberkas elektron merubah gas-gas tersebutmenjadi asam sulfat dan asam nitrat,kemudian diikuti dengan langkah keduamereaksikan asam dengan ammoniak. Hasilyang diperoleh adalah ammonium sulfat danammonium nitrat. Garam ammonium yangdihasilkan dapat berfungsi sebagai pupuktanaman. Dengan demikian, proses inimengubah bahan berbahaya menjadi bahanyang dibutuhkan petani untuk menyuburkantanaman(Z).

19

6. Tabung peniup7. Tabung Plate8. Kain Filter

9. Hopper

ISSN 1410-6957

Keterangan1. Gas Bersih keluar2. Udara tekan

3. Pipa4. Casing5. Tutup pengecekan

Gambar 4. Penyaring gas hasil pembakaran

Beberapa perusahaan atau badan yangtelah mulai mengembangkan metode inidiantaranya dikenal Proses Wellmann-Lord,proses batubara aktif, proses Walther danProses berkas elektron (electron beam IEB).

Proses pembersihan gas buangmenggunakan mesin berkas elektron,melibatkan proses reaksi antara gas NOxdan SOx dengan bantuan berkas elektronyang dapat dijelaskan mekanismenya sbb:Gas SOx dioksidasi oleh radikal OHmenjadi HS03 yang cepat bereaksi menjadihasil antara HSOs• Senyawa antara tsb.dengan adanya uap air dalam udara dapatbereaksi menjadi asam suIfat H2S04 dan02H. Radikal ini mengoksidasi NO danmenghasilkan radikal untuk bereaksiselanjutnya. Sehingga Oksidasi S02meningkatkan oksidasi NOx menjadiN02(1). Dengan demikian konsumsi energibisa rendah. Gas S02, N02, air dalam gas

20

GANENDRA, VoLIII, NO.1

buang bereaksi menjadi gas asam sulfat danasam nitrat. Asam-asam terse but

direaksikan dengan ammoniakmenghasilkan ammonium sulfat danammonium nitrat yang bermanfaat untukpupuk tanaman. Keuntungan terbesar dariproses ini adalah menghilangkan gas NOxdan SOx menghasilkan bahan yang bergunauntuk tanaman.

Penanganan Gas Buang dengan BerkasElektron

Penanganan gas buang dengan berkaselektron sangat efektifuntuk menghilangkansulfur dioksida (S02) dan Oksida-oksidanitrogen (N0x) dari gas sisa hasilpembakaran secara simultan. Proses inimerupakan proses kering menggunakaniradiasi berkas elektron dengan penambahanammonia untuk mengkonversi oksida­oksida sulfur dan nitrogen garam ammonia.Garam ammoniak yang terbentuk serbukmudah dipisahkan dengan menggunakanpengendapan elektron atau dengan filterkain. Garam ammoniak berupa ammoniumsulfat dan ammonium nitrat dapatdigunakan sebagai pup uk tanaman.

Gambar 5. Flow Diagram Penanganan GasBuang dengan Berkas Elektron

Gas buang dimasukkan dalam bejanayang kemudian diiradiasi dengan berkaselektron sehingga gas buang tersebutterionisasi. lon-ion yang terbentuk akanberinteraksi dengan komponen dalam gasbuang menjadi atom bebas dan radikalseperti 0, OH, N dan H02. Atom bebas danradikal tersebut berpotensi untuk bereaksicepat dengan S02, NOx dan air menjadi

Sukarsono

N02 ~ N20 (NO 10%)Reaksi asam dengan NH3

H2S04 + 2 NH3 ~ (N~)ZS04HN03 + NH3 ~ NH4 N03

Penghilangan S02 oleh panas(NH3)S02 + 2H20 ~ (NH3)zS04(NH3)S02 + 2HzO ~ (NH4)zS04

Penelitian penggunaan berkas elektrontelah dimulai 30 tahun terakhir menggunakangas simulasi dan akselerator untukpenelitian dengan daya kecil. Dimulai olehEbara Jepang, saat ini sudah sampai pad apenggunaan akselerator skala industridengan kecepatan alir gas 620.000 Nm3/jamsetara dengan tenaga 220 MW mengguna­kan akselerator 800 KeV 400 KW per unit.Data akselerator penelitian yang pemahdibuat dapat dilihat dalam Tabel 3 danuntuk skala industri dilihat dalam Tabel 4.

GANENDRA, Vol. VII, No. I

butiran halus dan uap asan sulfat(HzS04)dan asam nitrat (HN03). Dengan adanyaammonia (NH3) di sana, asam-asam akanbereaksi menjadi ammonium sulfat«(NH4)zS04) dan ammonium nitrat(NH4N03).

Reaksi yang terjadi dalam prosespenanganan gas buang dengan berkaselektron sbb:Pembentukan Radikal bebas

Nz, Oz, HzO + e ~ OH· 0·, HOz·, N·Oksidasi SOz dan pembentukan HZS04

SOz + O· ~ S03S03 + HzO ~ HZS04 atauSOz + OH· ~ HS03HS03 + O· ~ HZS04

Oksidasi NOz dan pembentukan HN03

NO + O· ~ N02N03 + OH· ~ HN03 atauNO + 02H· ~ N02NOz + OH· ~ HN03

NO

ISSN 1410-6957

~ N2 (NO 20%)

- -- . - -- - - --

No

TahunInstitusi

Kecepatan AlirAkseleratorType Gas BuangNama

NeQaraNm3liamKW/MeV

1

1970-1971 EbaraJapan0,021,2/2-12Simulated

2

1972-1974 JaeriJapan6015/1,5Simulated

3

1974-1977 EbaraJapan1,00030/0.750Heavy oil4

1977-1978 EbaraJapan10,00090/0.750Sinter plante5

1981 University of TokioJapan840,12/1,0simulated

6

1984-1985Research CortrellUSA5,30080/0,800Coal

7

1984-1988 EbaraUSA24,000160/0,800Coal

8

1981-1991 JaeriJapan0,9/1,5Heavy oil9

1984-1988 KIKFRG300 -1,0003,6/0,300Nat.gas10

1984-1991University KarlsruheFRG1,00022/0,220Coal

11

1985-1989 BedenwerkFRG20,000180/0,300

12

1989 KIKFRG1.50016,5/0,550Light oil13

1991 INCTPoland20,000100/0.700Coal

14

1992 NKK/JaeriJapan1,00050/<1,000Incinerator

15

1992 EbaraJapan50,00080/0,800Tunnel

16

1993 Ebara/JaeriJapan12.000108/0,800Coal

Sukarsono

kek tuk b

21

~- --- --------- --------__ Juangun

No

ThInstitusi

Keterangan

Kec. AlirProdukAkseleratorPolutan,Efisiensl

NamaNeaara Nm3/jamKg/]MW/MeVppm

11998Chengdu China1 seri dengan dua300.0002.470640 kW/ SCh: 1.80080%

Thermalakselerator 800 KeVNOx: 40010%

Power Plant400 mAlunitDust<200 mg/m3

2

1999Pomorzani Polandia2 seri masing-275.0001200 kW/SCh : 5.50085%Electric Power

masing 2 800 KeVNOx : 39070%akselerator

300 kW/unit

31999Nishi-Nagara Jepang3 sari masing-620.0004.5002400 kW/

Thermal Powermasing 2 800 KeV

Plantakselerator

4

CET -SouthRumania5 seri masing- 4000 kW/Bucharest

masing 2 800 KeVProject

akselerator

---- - -- - - - - - - ---- --n __ u_n~Pembakaran UlanQ

PenyerapanBerkas elektronProses

Meminimumkan NOxPenyerapan gas S02Aktivasi NOx san S02

dengan pembakarandengan basa Calsiummenjadi asam nitrat dan

ulang NOx menjadi N2menjadi gibsunasam sulfat, direaksikan

denqan ammoniakKeuntungan/

1. Sederhana1.Sederhana 1. Komplekskerugian

2. Menghilangkan NOx2.Menghilangkan S02 2. Bisa simultan

3. Kerugian Penyerapan

3.Penyerapan basah menghilangkan S02basah

4.Lebih banyak limbah dan NOx

4. Lebih banyak limbah

cair yang dihasillkan.3. Penyerapan: keringcair yang dihasillkan.

5.Biaya operasional 4. Tidak dihasilkan limbah

5. Biaya operasional

tinggicair

tinggi5. Biaya Operasional

rendahHasil samping

Hasil samping tidak adaHasil samping adalahAmmonium sulfat dan

gibsun, yang nilai ekonomis

ammonium nitrat nilaikecil

ekonomis linggi (200.000

ton/th = 14 milyar $/th untuk550 Mwe plat)Biaya investasi

Modal Pokok ($/kW) 100-Biaya investasi 150-200150 (Lama) dan ($/kW) 70-

$/Kwe150 (baruBiaya

Variabel O&M Usmilis/kWjBiaya berkas elektron 2$1W

Operasional1,5-3.3 (lama) 1,3 - 3,2dan kira-kira 10% dari total

(baru), Total O&M

invesment.

Usmilis/kWj 6,6-12 (lama) 7,4-13,0 (baru)Kemampuan

Menghilangkan 60% NOxMenghilangkan 80-95 %Menghilangkan 90% S02membersihkan

S02 (95-99 % dengan aditifdan 40-65 % NOxqas

Mq atau asam adipik)

Plant yang ada

Kapasitas 1000 MW dengan4000 kW/800 KeVboiler 360 KW

ISSN 1410-6957

Tabel 4. Aksel

Tabel5. Perband'

22

Beb P

b

P

tuk ind

GANENDRA, Vo1.III, NO.1

Nay dan so

Sukarsono

GANENDRA, Vol. VII, No.1

PEMBAHASAN

Pengurangan kadar gas berbahayadalam gas buang hasil pembakaran telahdilakukan dengan berbagai cara. Carapertama yang dilakukan adalah dengan carapreventif yaitu mencegah terbentuknya gasberbahaya dengan pembakaran kembali gashasil pembakaran. Cara kedua adalahdengan pengelolaan gas hasil pembakaranseperti cara penyerapan, atau denganpembentukan radikal bebas menggunakanberkas elektron agar terjadi reaksi menjadigas stabil asam nitrat dan asam sulfat yangbisa direaksikan dengan ammoniak menjadiammonium sulfat dan ammonium nitrat.

Bila dibandingkan beberapa cara diatas, masing-masing mempunyai keuntungandan kerugian masing-masing. Berkaselektron sekaligus menghilangkan S02 danNOx sedang proses penyerapan, kemampuanpenyerap basa kalsium adalah menyerap gasS02' Penyerapan gas NOx tidak sempurnasehingga banyak yang masih terbawa olehgas. Gas NOx merusak Iingkungan danberbahaya bagi kesehatan. Sehingga untukmengurangi dampak NOx terse but,penyerapan S02 perlu dilengkapi denganpengurangan terbentuknya NOx. Cara yangsudah terbukti mengurangi kandungan NOxdalam hasil pembakaran adalah denganproses pembakaran kembali NOx'

Prinsipnya hasil pembakaran yangmengandung NOx dilewatkan prosespembakaran dengan kekurangan oksigen,yang mendorong terbentuknya senyawaradikal yang memac:.J reaksi pembentukanN2. Pada tahap ketiga reaksi pada suhurendah untuk menyempurnakan reaksi.

Penyerapan gas NOx yang tidakmemalui proses pembakaran ulang, bisadilakukan dengan cara reduksi katalitisselektif atau reduksi non katalitis selektif.

Tetapi cara ini lebih rumit, sehingga perlubiaya yang tinggi.

Penyerapan gas S02 merupakan prosespenghilangan setelah pembakaran. Gasdikontakkan dengan cairan penyerap yang

ISSN 1410-6957

mengandung bahan penyerap kalsiumhidroksida. Reaksi akan terjadi antara gasS02 dengan kalsium hidroksida dan oksigendari udara tekan yang dimasuklmn dalamtangki sulfit. Endapan yang terbentukadalah kalsium sulfat atau gibsun yangdigunakan untuk keperluan bangunan. Untukmenghilang-kan gas NOx dan S02,diperlukan kombinasi proses antarapenyerapan NOx menggunakan pembakarankembali NOx atau proses reduksi baikmenggunakan katalisator maupun tidak, danproses penyerapan gas S02 menghasilkangibsun. Proses tersebut meskipun sederhanadan biaya investasi rendah, tetapi memer­lukan biaya operasional yang lebih besardan menghasilkan Iimbah cair yang cukupbanyak. perbandingan proses-proses tersebutsudah penulis rangkup dalam Tabel 5.

Proses penghilangan gas berbahayamenggunakan berkas elektron mempunyaiban yak keuntungan. Proses penyerapansepenuhnya menggunakan proses keringsehingga tidak menimbulkan limbah baru.Hasil sampingnya juga berupa ammoniumnitrat dan ammonium sulfat yangdipergunakan sebagai pup uk. Proses jugadapat menghilangkan gas N Ox dan S02secara simultan.

KESIMPULAN

1. Gas Hasil Pembakaran mengandunggas-gas berbahaya utamanya NOx (NO,N02, N20), S02, SO) yang bisamenyebabkan hujan asam, merusakkanozon di Stratosfir, merusakkan hutanatau tanah pertanian, menyebabkankorosi dan menyebabkan problemkesehatan bagi manusia dan hewan.

2. Gas NOx dapat dikurangi denganmencegah terjadi gas NOx melaluipembakaran ulang dari gas hasilpembakaran dengan pengurangan udarayang menyebabkan terbentuknya radikalsehingga gas NOx bereaksi menjadi N2,dilanjutkan dengan penyempurnaanreaksi dengan pemberian udara padasuhu rendah.

Sukarsono 23

ISSN 1410-6957

3. Penyerapan NOx dalam hasil pembakarandapat juga dilakukan dengan reaksireduksi baik secara katalitis maupun nonkatalitis.

4. Penyerapan gas S02 dilakukan dalamkolom absorbsi dengan mengkontakkan

gas hasil pembakaran dengan penyerapkalsium hidroksida, menghasilkangibsun

5. Cara barn untuk penyerapan gas NOxdan S02 secara simultan dilakukandengan iradiasi gas dengan berkaselektron.

6. Penghilangan gas dengan berkas elektronmemerlukan investasi yang lebih besar,tetapi biaya operasional lebih kecilsehingga biaya keseluruhan menjadilebih kecil.

DAFTAR PUSTAKA

1. TURHAN S., KARADENIZ S.,TUGLUOGLU N., EKEN N., OKTAR0., DAN ERCAR I., Technical andEconomical Aspects of S02 and NOxRemoval from Lue Gas By ElectronBeam Irradiation, Ankara NuclearResearch and Training Center(ANRTC), Ankara, http://www.atom.gOY. tr/taek/dudnaen/yayintar/vavintar pdf/fundamental/fundamental- 52.pdf.

2. Technology for S02 and NOx, ReductionFrom Combustion Flue Gas By energiticElectron Induced Plasma Process And

Electric Discharge http://www.yonrolJinc .com/down Ioads/fluegas. pd f.

24

GANENDRA, Vol.II1, NO.1

3. Maklumat, Minyak Bumi Indonesiacukup 22 tahun, Maklumat, 11 Februari2004.

4. Kompas, Cadangan Minyak BumiHanya Cukup untuk 7 Tahun Lagi,Kompas 13 Desember 2003.

5. Deputi PTEN, Persiapan BatanMenghadapi Pembangunan PL TN,Presentasi Trainee, Hasil Penelitian danKegiatan P2PLR th 2003, Jakarta, 2004.

6. RADIAN CORPORATION, SummaryReport : Control of NOx Emission byRebuming, Emvironmental ProtectionAgency, Washington DC, 1996,http://www.epa.goy/ORD/NRMRL/pubs/625r9600 1/625r9600 l.pdf.

7. THE WORLD BANK GROUP, WetFlue Gas Desulfurification, http://www.worldbank.orglhtml/fpd/emlpower/EA/mitigatnlaqsowet.htm.

8. CHANG J.S., Integrated Electrostatic­Non-Thermal Plasma Flue Gas CleningSystems, Department of EngineeringPhysics, Hamilton.

9. MARITSA-East2.tpp.plg Flue GasDesulphurization, MM2, http://www.bulgaria.donino. bgltec2/engltec2. 6.htm.

10. BEARDSWOTTH E., UFTO Note- E­Beam Stack Gas Scubbing.

11. ZIMEK Z., RZEWUSKI H., MIGDA TW., Electron Accelerators Installed atThe Institute of Nuclear Chemistry andtecnonogy, Kronika Kola NaukowegoFizykow CAMAC.

Sukarsono