PENYERAPAN GAS CO2 MENGGUNAKAN GLISEROL DALAM KOLOM GELEMBUNG UNTUK PEMURNIAN BIOGAS

PRATIWI PUJI LESTARI, Dr. Ir. Aswati Mindaryani, M.Sc;Sang Kompiang Wirawan, S.T., M.T., Ph.D

2017 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Biogas adalah sumber energi terbarukan yang sedang banyak dikembangkan. Komponen utama penyusun biogas adalah metana dengan karbon dioksida (CO2) sebagai pengotor terbesar. Kualitas biogas dipengaruhi oleh kadar CO2, semakin rendah kadar CO2 maka semakin tinggi kualitas biogas. Upaya untuk menurunkan kadar CO2 salah satunya adalah dengan proses absorpsi. Pemilihan bahan penyerap (absorben) dan parameter operasi yang tepat menjadi faktor penting dalam absorpsi CO2. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mencari parameter perancangan proses absorpsi gas CO2 dengan gliserol sebagai penyerap yang dinyatakan dengan nilai koefisien transfer massa antar fase (KLa) dan nilai konstanta Henry (H). Pada penelitian ini dilakukan proses absorpsi secara semibatch pada kolom gelembung berdiameter 6 cm dengan tinggi 20 cm. Mixed gas (CO2 40 % dan N2 60%) digelembungkan ke dalam gliserol 96% yang berada di dalam kolom absorpsi. Konsentrasi gas CO2 dalam aliran mixed gas masuk dan keluar kolom dianalisis menggunakan GC (Gas Chromatograph). Variabel dalam penelitian ini adalah kecepatan superfisial mixed gas (vs) sebesar 0,0056 m/s; 0,0062 m/s dan 0,0073 m/s serta suhu absorpsi 293 K; 313 K dan 333 K. Hasil penelitian menunjukkan bahwa gliserol dapat menyerap gas CO2 sebesar 1,5 molCO2/Lgliserol. Suhu yang lebih rendah dan kecepatan superfisial gas yang lebih tinggi mampu meningkatkan kecepatan dan jumlah gas CO2 yang terabsorpsi. Nilai konstanta H pada berbagai suhu berturut turut sebesar 0,0165; 0,0289; 0,0340 dan hubungan antara nilai H terhadap suhu ditunjukkan dengan persamaan lnH=16,289-(2278)1/T. Nilai KLa pada berbagai kecepatan superfisial gas berturut-turut sebesar 0,102; 0,108; 0,133 dan hubungan antara nilai KLa terhadap kecepatan superfisial gas dalam bentuk bilangan Reynold (Re) dinyatakan dengan persamaan ShL=2+0,0187Re0,779Sc0,546(dp.g1/3/D2/3).

Biogas is renewable energy source that has been developed recently. Methane is the main component of biogas with carbon dioxide (CO2) as the highest impurities. The quality of biogas is depend on the CO2 content, the lower CO2 levels, the higher biogas quality. Absorption is one of the method to reduce CO2 level. The selection of absorbent material and appropriate operating parameters are important factors in the CO2 absorption from biogas. This research aimed to find out the design parameters for CO2 absorption by using glycerol that represented by the overall mass transfer coefficient (KLa) and Henry constant (H). This research was conducted in semi-batch bubble column with the diameter of 6 cm and a height of 20 cm. Mixed gas (40% CO2 and 60% N2) was contacted with 96% glycerol in a bubble column. The concentration of CO2 in the feed gas inlet and outlet columns were analyzed by GC (Gas Chromatograph). The variables observed in this research were superficial gas velocity at 0.0056 m/s; 0.0062 m/s; 0.0073 m/s, and temperatures at 293 K; 313 K; 333 K. The results showed that CO2 absorption capacity of glycerol is1,5 mol/L. Higher superficial gas velocity and lower temperature increased the rate of absorption process and the amount of absorbed CO2. Henry constant values (H) at various temperatures were found about 0.0165; 0.0289; 0.0340 respectively and the relationship between H value and the temperature indicated by the equation lnH=16,289-(2278)1/T. The overall mass transfer coefficient value (KLa) at various were at 0.102; 0.108; 0.133 respectively and the relationship between KLa value and the superficial velocity expressed by the Reynold number (Re) was describe by ShL=2+0,0187Re0,779Sc0,546(dp.g1/3/D2/3).

Kata Kunci : biogas, absorpsi CO2, gliserol, koefisien transfer massa, konstanta henry