TRIBUNBARAT.COM - Nitrogen oksida (NOx) menjadi salah satu polutan dengan jumlah besar yang dihasilkan oleh boiler. Seperti yang telah saya singgung sedikit pada artikel sebelumnya emisi NOx dapat menyebabkan hujan asam, pembentukan ozon, gangguan penglihatan, serta gangguan kesehatan pada manusia. Atas dasar tersebut pengendalian emisi NOx sangat diatur oleh regulasi pemerintah di berbagai negara. Di Indonesia sendiri, emisi gas buang dari boiler diatur batasannya oleh Peraturan Menteri Lingkungan Hidup.

Penyusun utama polutan NOx adalah nitrogen oksida (NO) dan nitrogen dioksida (NO2). Proses pembakaran semua jenis bahan bakar fosil akan menghasilkan NOx sesuai dengan temperatur kerjanya serta ketersediaan oksigen dan nitrogen pada bahan bakar dan udara. Emisi NOx yang dihasilkan oleh boiler tersusun atas 90-95% NO dan sisanya adalah NO2. Namun setelah kombinasi NOx tersebut keluar dari cerobong asap boiler, NO akan teroksidasi lebih lanjut menjadi NO2. NO2 inilah yang biasanya tampak sebagai asap yang keluar dari cerobong asap boiler tersebut.

Proses Pembentukan NOx

Sebelum kita mengetahui cara-cara untuk mengendalikan emisi NOx, perlu kita pelajari terlebih dahulu bagaimana proses terbentuknya NOx di dalam furnace boiler. Ada dua macam cara utama bagaimana NOx dapat terbentuk, yang pertama disebut dengan Termal NOx, dan yang kedua adalah Fuel NOx. Sebenarnya ada satu jenis lagi fenomena terbentuknya NOx yang disebut dengan Prompt NOx. Namun karena kontribusinya yang sangat kecil dalam pencemaran NOx maka proses yang ketiga ini tidak akan kita bahas pada kesempatan kali ini.

Nitrogen yang terkandung di dalam udara pembakaran dapat teroksidasi dan membentuk NOx jika proses pembakaran terjadi pada temperatur yang cukup tinggi. Pada temperatur pembakaran 1204oC, molekul nitrogen (N2) dan oksigen (O2) akan terpecah menjadi atom-atom penyusunnya. Selanjutnya atom-atom N2- dan O2- akan bereaksi membentuk ikatan NO. Pada proses oksidasi lebih lanjut, senyawa NO ini akan menjadi NO2. Proses pembentukan NOx yang berasal dari nitrogen udara pembakaran inilah yang disebut dengan termal NOx.

Fuel NOx adalah sebutan bagi nitrogen yang terkandung di dalam bahan bakar fosil (minyak atau batubara), yang membentuk emisi NOx di akhir proses pembakaran. Kontribusi fuel NOx dalam membentuk NOx adalah sebesar hingga 50% jika menggunakan bahan bakar minyak, dan 80% jika menggunakan batubara. Nitrogen di dalam bahan bakar fosil tersebut terikat di dalam ikatan organik senyawa hidrokarbon. Selama proses pembakaran terjadi, atom nitrogen terlepas menjadi atom bebas dan akan membentuk ikatan baru berupa NO dan N2. Sekalipun NO yang terbentuk tersebut menjadi penyusun terbanyak NOx, namun hanya 20-30% saja atom nitrogen yang terkandung di dalam bahan bakar fosil yang berubah menjadi NO, sisanya membentuk N2.

Pembentukan NOx Pada Pembakaran Batubara


Pada proses pembakaran batubara, atom nitrogen terlepas dari susunan molekul batubara pada saat awal proses pembakaran karena sifatnya yang volatil (mudah menguap pada temperatur rendah). Pelepasan atom nitrogen tersebut diikuti dengan proses oksidasi sehingga terbentuk molekul NO disamping terbentuknya pula N2. Proses pembentukan NOx yang berasal dari nitrogen volatil batubara menyumbang 60-90% dari keseluruhan fuel NOx. Sebagian kecil atom nitrogen yang terikat di dalam batubara tidak bersifat volatil seperti yang lain, sehingga dibutuhkan waktu yang lebih lama untuk lepas dari molekul batubara dan teroksidasi lebih lanjut untuk membentuk NOx.

Pembentukan NOx yang berasal dari batubara sangat tergantung dengan perbandingan stoikiometri bahan bakar dengan udara, namun tidak terlalu tergantung dengan temperatur proses pembakaran. Atas dasar hal tersebut, pembentukan NOx dapat dikontrol dengan jalan mengurangi jumlah supply udara pada saat zona awal (inisiasi) proses pembakaran. Mengontrol proses pencampuran batubara dengan udara sehingga terjadi proses pembakaran yang bertingkat, juga dapat mengurangi produksi NOx secara signifikan.

Metode mengendalikan emisi NOx pada boiler terdiri dari metode pre-combustion (dengan memilih bahan bakar rendah nitrogen), metode mengendalikan proses pembakaran, serta metode post-combustion (dengan menggunakan bahan kimia pengurai NOx menjadi N2 dan H2O). Namun yang paling banyak digunakan adalah dengan mengontrol proses pembakarannya. Seperti yang telah saya utarakan sebelumnya bahwa mengurangi jumlah udara pada campuran batubara dengan boiler di awal proses pembakaran, serta mengatur proses pembakaran agar terjadi secara bertingkat adalah termasuk metode mengurangi emisi NOx dengan mengontrol proses pembakaran. Berikut adalah sistem-sistem kontrol pembakaran yang bertujuan untuk mengendalikan emisi NOx:

    Burner Rendah NOx
    Burner adalah sebuah komponen proses pembakaran pada boiler yang berfungsi untuk mencampurkan udara dengan bahan bakar dan memasukkannya ke dalam furnace boiler (baca artikel berikut). Seperti yang sudah saya jelaskan sebelumnya, bahwa nitrogen di dalam batubara menyumbang 80% NOx dari keseluruhan produksi NOx, dengan 60-90% terbentuk pada saat awal proses (inisiasi) pembakaran. Zona inisiasi pembakaran terjadi pada burner, sehingga penggunaan burner yang rendah NOx akan secara signifikan menurunkan produksi NOx. Sistem burner konvensional dapat menghasilkan NOx 984-1968 mg/Nm3, sedangkan sistem burner rendah NOx hanya menghasilkan 185-615 mg/Nm3.

    Sistem Burner Rendah NOx

    Prinsip kerja utama dari burner rendah NOx adalah dengan jalan mengontrol supply udara yang akan dicampurkan dengan batubara. Keseluruhan udara yang dibutuhkan oleh proses pembakaran dimasukkan ke dalam furnace boiler melalui burner ini, akan tetapi pencampurannya dengan batubara dibatasi. Udara yang dicampurkan ke batubara pada zona devolatilisasi dibatasi jumlahnya, sehingga membatasi kemungkinan pembentukan NOx pada zona ini. Selanjutnya udara sisa yang dibutuhkan untuk proses pembakaran batubara dimasukkan setelah melewati zona devolatilisasi. Dengan cara ini kita dapat menekan produksi NOx pada kisaran 30-60%.

    Bagian-bagian Low NOx Burner
    Sistem Udara Bertingkat
    Pada sistem ini, supply udara yang dibutuhkan untuk proses pembakaran tidak keseluruhan dimasukkan melalui burner, sehingga membatasi jumlah oksigen yang terlalu berlebihan pada saat awal proses pembakaran. Sisa udara yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dimasukkan ke dalam furnace boiler melalui sebuah alat bernama Over Fire Air (OFA) yang instalasi nya terletak di atas burner. Instalasi OFA memungkinkan terjadi proses pembakaran yang bertingkat.

    Sistem Over Fire Air

    Efek samping dari penggunaan sistem OFA antara lain dapat meningkatkan bahan bakar yang tidak terbakar lebih banyak, pembentukan slag (kerak) pada area furnace, serta peningkatan kemungkinan terjadinya korosi pada pipa-pipa furnace. Resiko ini semakin meningkat jika digunakan batubara dengan kandungan sulfur yang tinggi. Di sisi lain, penggunaan sistem udara bertingkat ini akan menurunkan produksi NOx di kisaran 40-60%.

    Susunan Sistem Udara Bertingkat

Teknologi terbaru yang telah dikembangkan untuk mengatasi emisi NOx adalah CSNOX yang dikembangkan oleh Ecospec Global Technology, sebuah perusahaan riset yang berpusat di Singapura. Sistem ini tidak hanya dapat mereduksi emisi NOx, namun juga emisi CO2 dan SO2 dengan jalan penggunaan air yang telah diberi gelombang ultra rendah untuk mengikat polutan-polutan tersebut. Untuk lebih lanjut memahami sistem ini, silahkan Anda baca pada artikel saya sebelumnya mengenai metode menanggulangi emisi SO2.

sumber: http://artikel-teknologi.com/category/environment/
Bagikan:

2 comments so far,Add yours

  1. Yuk untuk kalian yang mempunyai jiwa bermain poker dan ingin mendapatkan tambahan sampingan
    Langsung aja yuk daftarkan diri anda dengan mengklik link Disini
    Banyak banget loh promo dan fitur fitur terbaru yang kami siapkan demi kenyamanan member kami
    Dengan Proses Deposit dan WD tercepat terpercaya menjadikan kami sebagai Agen POKERAYAM Terbesar di Indonesia
    Kami memberikan promo menarik loh selama Bulan Agustus Freechip 10% demi menyambut kemerdekaan HUT RI ke-72
    Refferal 15% Seumur Hidup Kalian so ajak teman kalian sebanyak-banyaknya untuk bermain
    Keberuntungan berlimpah bermain di pokerayam(titik)com
    info keberuntungan lebih lanjut bbm : D8E5205A
    Capsa Susun
    Bandar Ceme
    Live Poker
    Texas Poker
    Domino QQ
    Ceme Keliling
    Poker Terbaik

    ReplyDelete
  2. untuk bermain di www. pokerayam .com hanya hitungan menit saja
    ratusan hingga jutaan pun didapat dikarenakan pokerayam
    selalu memberikan promo dan keberuntungan kepada member setianya
    banyak promo dan hadiah menarik yang akan update disetiap saat
    yuk silahkan bergabung pada pokerayam jangan lewatkan
    MODAL 10 ribu MENJADI 1 JUTA
    info keberuntungan lebih lanjut
    BBM : D8C0B757
    Line : pokerayam
    Whatsapp : +85587646043
    Capsa Susun
    Bandar Ceme
    Live Poker
    Texas Poker
    Domino QQ
    Ceme Keliling
    Poker Terbaik

    ReplyDelete