Pengaruh Kadar Air Dan Konsentrasi Metana Terhadap Unjuk Kerja Reaktor Bolak Balik Dengan Umpan Emisi Gas Tambang Batubara

Abstract

Abstrak Proses ekstraksi batubara dalam setiap penambangan batubara melepaskan sejumlah emisi gas buang ke udara berupa gas metana sebesar 0,1-1%. Emisi gas metana pada tambang batubara merupakan salah satu kontributor efek rumah kaca dalam pemanasan global. Ketahanan gas metana berada di atmosfer rata-rata sekitar 12 tahun. Gas metana mampu menangkap panas dengan kemampuan 20 kali lipat lebih besar dari karbondioksida. Salah satu solusi yang dapat digunakan untuk mengoksidasi gas metana menjadi karbondioksida dengan konsentrasi rendah di bawah 1% adalah menggunakan Reverse Flow Reactor (RFR). Dalam penelitian ini dipaparkan mengenai pengaruh konsentrasi gas umpan metana, kandungan kadar air pada aliran gas umpan metana, dan pemilihan nilai switching time terhadap unjuk kerja reaktor terkait sifat auto-thermal dan kestabilan panas RFR, dengan metode simulasi pengamatan kelakuan dinamik berupa profil temperatur reaktor dan konversi metana menggunakan software FlexPDE versi 7. Nilai konsentrasi gas umpan metana berbanding lurus terhadap nilai temperatur yang dihasilkan reaktor. Namun, nilai komposisi air pada gas umpan metana dan nilai switching time berbanding terbalik terhadap nilai temperatur yang dihasilkan reaktor. Nilai konversi metana sangat dipengaruhi oleh kondisi operasi auto-thermal dan kestabilan panas dari RFR. Jika kondisi operasi auto-thermal dapat terjadi maka nilai konversi metana mampu mencapai 100%. Abstract The coal extraction process in every coal mining releases a number of exhaust gas emissions into the air in the form of methane gas of 0.1-1%. Methane emissions from coal mines are one of the contributors to the greenhouse effect in global warming. Methane gas resistance in the atmosphere for an average of about 12 years. Methane gas is capable of trapping heat with the ability 20 times greater than carbon dioxide. One solution that can be used to oxidize methane gas to carbon dioxide with a low concentration of less than 1% is to use a Reverse Flow Reactor (RFR). This research will explain the effect of methane feed gas concentration, moisture content in the methane feed gas stream, and the selection of switching time on reactor performance related to auto-thermal properties and heat stability of RFR, with a simulation method of observing dynamic behavior in the form of a reactor temperature profile and methane conversion using FlexPDE version 7. The methane feed gas concentration is directly proportional to the temperature of reactor. Meanwhile, the water composition in the methane feed gas and the selection of switching time are inversely proportional to the temperature of reactor. The methane conversion is strongly influenced by the auto-thermal operating conditions and the heat stability of RFR. If the auto-thermal operating conditions can occur, the methane conversion can reach 100%.