PENURUNAN KONSENTRASI GAS CO2 PADA BIOGAS DENGAN METODE ABSORPSI MENGGUNAKAN LARUTAN Ca(OH)2

Penulis

Haryandi

Pembimbing: Ir. Siti Syamsiah, Ph.D.


ABSTRACT: Biogas is one of renewable energy resources from anaerobic digestion of biological wastes. It has been used to provide shaft power, heat, and electricity. Biogas contains approximately 50-65% methane (CH4), 30-45% carbon dioxide (CO2), moisture and traces of hydrogen sulphide (H2S). Presence of non methane gas such as CO2 and H2S in biogas affects engine performance adversely, corrosive, toxic, and economically inefficient. Reducing CO2 content will significantly improve quality of biogas. In this research, a method for CO2 removal and CH4 enrichment is presented by scrubbing process. Chemical absorption of CO2 by aqueous solutions in a packed column was experimentally investigated. The aqueous solutions as absorbent in this work is Ca(OH)2 or calcium hydroxide from local resources with purity is 79%. Liquid solvents were circulated through the column, contacting the biogas in countercurrent flow with plastic Rachig rings 5/16 inch as packed column in 5 cm diameter of column. Factors that investigated in this research are concentration of absorbent, temperature of absorbent, flow rate of absorbent and gas, and high level of column. Absorption characteristics were examined by titration and pH meter investigation. Test results revealed that concentration and flow rate of absorbent are positive correlations with CO2 absorption whereas temperature and flow rate of gas are negative correlations with CO2 absorption. Experimental results demonstrate CO2 in biogas can be removed in biogas with Ca(OH)2 as absorbent with the highest absorption is 91.17 % by 1.75 gram/L of CaO.

INTISARI: Biogas adalah salah satu jenis energi terbarukan yang diproduksi dari bahan organik dari sisa pertanian dan limbah kotoran ternak dengan fermentasi anaerobik menghasilkan gas metana. Keberadaan gas selain metana seperti CO2 dan H2S dalam produk berdampak pada turunnya kualitas biogas karena mengurangi nilai kalori pembakaran, menyebabkan korosi, pada konsentrasi tertentu dapat besifat racun dan menjadikan biogas tidak ekonomis. Dibutuhkan cara yang murah, sederhana, dan berbahan baku mudah untuk proses pemurnian biogas. Salah satu metode untuk meningkatkan kualitas biogas adalah dengan metode absorpsi. Penelitian ini menggunakan absorben berupa larutan Ca(OH)2 hasil dari reaksi CaO dengan air. Proses absorpsi ini disertai reaksi kimia sehingga kecepatan perpindahan massa secara keseluruhan dipengaruhi oleh kecepatan difusi dari gas ke cairan dan kecepatan reaksi. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari efisiensi dan efektivitas larutan Ca(OH)2 dalam menurunkan kadar CO2 pada pemurnian biogas dan mengetahui pengaruh penurunan persentase CO2 dengan peubah yaitu konsentrasi absorben, laju alir absorben, laju alir biogas, suhu absorben, dan tinggi kolom absorber. Data penelitian diperoleh dengan mengalirkan campuran gas CO2 – udara dan larutan Ca(OH)2 dalam kolom bahan isian dengan aliran berlawanan arah. Penelitian ini menggunakan kolom kaca dengan diameter 5 cm dan bahan isian Raschig rings plastik ukuran 5/16 inch dengan panjang 1 cm. Setelah keadaan ajeg tercapai, konsentrasi larutan Ca(OH)2 keluar kolom diukur dengan cara titrasi dan menggunakan pH meter. Variabel penelitian adalah konsentrasi absorben, kecepatan alir cairan, kecepatan alir gas, tinggi kolom dan suhu operasi. Dari data penelitian menunjukkan pengaruh laju alir gas terhadap penyerapan CO2, semakin tinggi laju alir absorben laju alir absorben menyebabkan penyerapan CO2 semakin besar dengan kisaran persentase penyerapan 74,29-76,91 % dengan laju alir absorben 390 mL/menit – 694 mL/menit. Pengaruh konsentrasi, semakin tinggi konsentrasi absorben menyebabkan penyerapan CO2 semakin besar dengan batas konsentrasi CaO 1,75 gram/L. Persentase penyerapan CO2 tertinggi pada konsentrasi CaO 1,75 gram/L sebesar 91,17 %. Pengaruh laju alir gas, semakin tinggi laju alir gas menyebabkan penyerapan CO2 semakin kecil. Persentase penurunan CO2 pada laju alir gas 900 mL/menit, 1800 mL/menit. 2700 mL/menit, dan 3600 mL/menit sebesar 76,60%, 77,10%, 50,40%, dan 38,81%. Sedangkan pengaruh suhu operasi terhadap penyerapan CO2, semakin tinggi suhu operasi menyebabkan penyerapan CO2 semakin kecil. Persentase penurunan CO2 pada suhu 20 0C, 30, 0C , 40 0C , dan 45 0C sebesar 82,20%, 77,61%, 76,89, dan 75,92%. Beberapa variabel yang berkorelasi positif dengan persentase penyerapan yaitu konsentrasi dan laju alir absorben. Sedangkan variabel yang berkorelasi negatif yaitu laju alir gas dan suhu operasi. Untuk variabel tinggi kolom absorber tidak berpengaruh signifikan. Dari penelitian ini didapatkan bahwa metode pemurnian biogas dengan metode absorpsi menggunakan larutan Ca(OH)2 dapat mengurangi konsentrasi CO2 didalam biogas.

Kata kunci -
Program Studi UGM
No Inventaris 1658-H-2011
Deskripsi x, 45 p., bibl., ills., 29 cm.
Bahasa Indonesia
Jenis Tesis
Penerbit [Yogyakarta] : Universitas Gadjah Mada, 2011
Lokasi Perpustakaan Pusat UGM
File
  • Anda dapat mengecek ketersediaan versi cetak dari penelitian ini melalui petugas kami dengan mencatat nomor inventaris di atas (apabila ada)
  • Ketentuan Layanan:
    1. Pemustaka diperkenankan mengkopi cover, abstrak, daftar isi, bab pendahuluan, bab penutup/ kesimpulan, daftar pusatak
    2. Tidak diperbolehkan mengkopi Bab Tinjauan Pustaka, Bab Pembahasan dan Lampiran (data perusahaan/ lembaga tempat penelitian)
    3. Mengisi surat pernyataan, menyertakakan FC kartu identitas yang berlaku

<< kembali