DESAIN SISTEM PENANGKAP KARBON PADA GAS BUANG MESIN DIESEL MENGGUNAKAN SPRAY KOLOM

Muhammad Zulfa Asyrafi, Dr. Ir. Benidiktus Tulung Prayoga, S.T., M.T., IPM.

2026 | Tugas Akhir | D4 TEKNIK PENGELOLAAN DAN PERAWATAN ALAT BERAT

Penggunaan alat berat pada berbagai sektor seperti konstruksi, pertambangan, dan perkebunan skala besar umumnya disertai penggunaan genset dengan mesin diesel untuk kebutuhan daya listrik. Semakin banyaknya mesin diesel yang digunakan emisi karbon yang dihasilkan juga semakin meningkat. Sehingga diperlukan alat penangkap karbon untuk upaya pencegahan. Pada pembuatan alat penangkap karbon, tahap desain merupakan hal yang krusial karena keberhasilan tergantung pada desain yang dibuat. Penelitian ini bertujuan merancang alat penangkap karbon berbasis mesin diesel Komasu 6D95L-1, serta menganalisis pola aliran fluida dalam kolom menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD). Desain geometri dimodelkan menggunakan Autodesk Inventor, sedangkan simulasi CFD menggunakan ANSYS fluent model Volume of Fluid (VoF). Studi independensi mesh dilakukan pada rentang ukuran 5-10 mm dengan hasil kualitas mesh rata-rata skewness sebesar 0.22176-0.22863 (excellent) dan orthogonal quality 0.77023-0.77720 (good). Hasil simulasi menunjukkan kecepatan maksimum konstan pada 65.33 m/s pada seluruh tingkat mesh yang diuji, yang mengindikasikan solusi telah mencapai kondisi grid independent. Rancangan diperoleh dimensi kolom berupa diameter 50 cm dan tinggi 120 cm. imulasi CFD menunjukkan penurunan kecepatan aliran pada zona kontak antarfase pada rentang kecepatan 16.33-32.66 m/s dengan indikasi terjadi perpindahan massa antarfase gas-cairan sebagai proses absorpsi yang terjadi di kolom. Berdasarkan hasil tersebut desain kolom absorber dinilai mampu memfasilitasi proses absorpsi gas buang dengan larutan NaOH secara efektif dan dapat dijadikan dasar pengembangan alat penangkap karbon lebih lanjut.

The use of heavy equipment in various sectors such as construction, mining, and large-scale plantations is generally accompanied by the use of diesel generator sets for electric power needs. The more diesel engines are used, the more carbon emissions are produced. Therefore, carbon capture devices are needed as a preventive measure. In making a carbon capture device, the design stage is crucial because success depends on the design created. This study aims to design a carbon capture device based on the Komatsu 6D95L-1 diesel engine, as well as to analyze the fluid flow patterns in the column using Computational Fluid Dynamics (CFD). The geometry design was modeled using Autodesk Inventor, while the CFD simulation used the ANSYS Fluent Volume of Fluid (VoF) model. Mesh independence study was carried out in the size range of 5–10 mm with the average mesh quality results showing a skewness of 0.22176–0.22863 (excellent) and orthogonal quality of 0.77023–0.77720 (good). The simulation results show a constant maximum speed of 65.33 m/s across all used mesh levels, indicating that the solution has reached a grid-independent condition. The column design has dimensions of 50 cm in diameter and 120 cm in height. CFD simulations show a decrease in flow velocity in the gas-liquid interface contact zone within the range of 16.33-32.66 m/s, suggesting that mass transfer between the gas and liquid phases occurs as part of the absorption process in the column. Based on these results, the absorber column design is considered capable of effectively facilitating the absorption of exhaust gases with NaOH solution and can serve as a basis for further development of carbon capture devices.

Kata Kunci : alat penangkap karbon, Mesh Independensi, CFD, absorpsi, gas buang mesin diesel.