Variasi Equivalence Ratio Pada Gasifikasi Downdraft Berbahan Bakar RDF Sampah Kota

Abstract

pengelolaan sampah padat kota (Municipal Solid Waste, MSW), dengan potensi menghasilkan gas yang dapat langsung digunakan sebagai bahan bakar atau diolah menjadi bahan baku terbarukan untuk aplikasi skala kecil hingga besar. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas MSW, khususnya nilai kalor dan kerapatan, dengan mengubahnya menjadi Refused Derived Fuel (RDF). Diketahui bahwa peningkatan kerapatan bahan bakar membutuhkan jumlah udara (oksigen) yang optimal untuk mencapai efisiensi gasifikasi maksimum. Metode eksperimental digunakan untuk menguji kinerja bahan bakar RDF dalam reaktor gasifikasi downdraft dengan memvariasikan konsumsi udara, yang diukur dalam equivalence ratio (ER), pada rentang 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, dan 0.35. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai tertinggi Fuel Conversion Rate pada RDF adalah 1,96 kg/jam pada ER 0.15, sementara Cold Gas Efficiency (CGE) tertinggi tercapai pada ER 0.30 sebesar 80.39%. Hal ini mengindikasikan bahwa penyesuaian ER berdampak signifikan terhadap kinerja gasifikasi, dengan peningkatan ER menyebabkan naiknya suhu gasifikasi dan pasokan udara yang lebih baik. Namun, ER yang terlalu rendah dapat menyebabkan proses gasifikasi menjadi lebih lama dan mengurangi laju aliran gas sintesis, dan sebaliknya. Penelitian ini memberikan wawasan tentang pentingnya pengaturan ER yang optimal dalam proses gasifikasi RDF untuk meningkatkan efisiensi energi dan pengelolaan MSW yang lebih berkelanjutan.

Gasification has been proven as an effective method for managing municipal solid waste (MSW), with the potential to produce gas that can be directly used as fuel or processed into renewable raw materials for small to large-scale applications. This study aims to improve the quality of MSW, particularly its calorific value and density, by converting it into Refused Derived Fuel (RDF). It is known that increasing the fuel density requires an optimal amount of air (oxygen) to achieve maximum gasification efficiency. An experimental method was used to test the performance of RDF fuel in a downdraft gasification reactor by varying air consumption, measured in equivalence ratio (ER), within the range of 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, and 0.35. The results showed that the highest Fuel Conversion Rate for RDF was 1.96 kg/hour at an ER of 0.15, while the highest Cold Gas Efficiency (CGE) was achieved at an ER of 0.30, amounting to 80.39%. This indicates that adjusting the ER significantly impacts gasification performance, with an increase in ER causing a rise in gasification temperature and better air supply. However, an ER that is too low can prolong the gasification process and reduce the flow rate of synthesis gas, and vice versa. This study provides insights into the importance of optimal ER setting in the RDF gasification process to enhance energy efficiency and promote more sustainable MSW management.