2017 : Pengembangan Kontaktor Membran Hollow Fiber Sebagai Alternatif Teknologi Pemisahan CO2 Dari Gas Buang Industri (Flue Gas)

Dr.Ir. Susianto DEA.
Yeni Rahmawati ST. MT
Siti Nurkhamidah S.T., M.S, Ph.D

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Industri yang menghasilkan flue gas dari pembakaran batu bara merupakan salah satu industri penyumbang gas buang dengan kandungan gas CO2 yang tinggi. Kandungan gas CO2 yang tinggi sebenarnya di dalam proses industri dapat menimbulkan beberapa hal seperti pembekuan perpipaan, korosif apabila kontak dengan air serta apabila di dalam pengolahan gas alam dapat menurunkan nilai jual karena heating value yang rendah. Selain itu, hasil gas buang mengandung gas CO2 ke lingkungan dapat memicu permasalahan pemanasan global yang disebabkan oleh gas rumah kaca seperti CO2, H2S dan gas asam lainnya. Oleh karena itu, banyak dilakukan pengembangan berbagai teknologi pemisahan gas CO2 yang dikenal dengan carbon capture and sequestration (CCS). \nTeknologi pemisahan CO2 yang sudah banyak dilakukan antara lain absorpsi menggunakan pelarut fisik dan kimia, adsorpsi, dan kriogenik. Pemilihan teknik pemisahan ini bergantung pada parameter operasi yang digunakan seperti konsentrasi CO2 di gas umpan, laju alir gas umpan, tekanan dan temperatur operasi. Dari teknologi tersebut, teknologi absorpsi menggunakan pelarut alkanolamina banyak digunakan dalam industri. Namun, peristiwa perpindahan massa gas CO2 akibat kontak langsung secara dispersi antara gas umpan dan pelarut memungkinan terjadi flooding, foaming, dan entrainment. Selain itu, kelemahan teknologi absorpsi konvensional tersebut adalah membutuhkan energi dan luas area kontak yang besar sehingga dari segi nilai ekonomi memerlukan biaya lebih mahal dalam pengoperasiannya. Teknologi membran merupakan teknologi yang menggabungkan teknologi absorpsi menggunakan pelarut dan pemakaian membran menjadi alternatif perkembangan baru untuk proses pemisahan CO2 yang memiliki keunggulan antara lain fleksibilitas, modularitas, packing density yang tinggi, luas area yang besar, serta laju alir gas dan cairan yang terpisah sehingga kemungkinan floading, foaming, dan entrainment dapat dihindari.\nPermasalahan yang terjadi di dalam proses absorpsi dan desorpsi dengan kontaktor membran adalah adanya kenaikan hambatan perpindahan massa di bagian membran akibat cairan mengisi pori membran sehingga menurunkan difusivitas gas melewati pori membran. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, dapat dilakukan antara lain pemilihan material membran hidrofobik, pelarut yang kompatibel dengan material membran, pemilihan kondisi operasi yang sesuai seperti laju alir gas, laju alir pelarut, konsentrasi CO2 masuk, tekanan, dan temperatur, serta pemilihan pola pengontakkan gas-cairan. Untuk permasalahan yang timbul di dalam kontaktor membran untuk proses desorpsi adalah jika menggunakan temperatur di atas 100oC, material membran polimer menjadi rentan sehingga desorpsi dengan teknologi vakum mulai banyak dikembangkan. Selain itu, pada temperatur tinggi, pelarut dapat mengalami degradasi sehingga menurunkan kemampuan absorpsi. Oleh karena itu tujuan dalam penelitian ini antara lain, mengembangkan kontaktor membran hollow fiber ganda untuk pemisahan gas CO2 dari flue gas (gas buang industri), mempelajari pengaruh parameter operasi (pola pengontakkan gas-cairan, laju alir dan suhu) terhadap efisiensi pemisahan gas CO2 dan melakukan uji performance kontaktor membran hollow fiber ganda terhadap efisiensi pemisahan gas CO2.\nTeknologi kontaktor membran hollow fiber menyilang ganda merupakan salah satu konfigurasi yang sangat potensial. Pada teknologi ini, proses penyisihan gas dari gas umpan dilakukan dengan menggunakan kontaktor membran melalui suatu cara yang unik dengan menempatkan dua jenis tipe membran yang berbeda karakteristiknya dengan susunan menyilang yang terendam cairan pelarut dalam satu ruang yang sama. Perbedaan karakteristik membran yang digunakan ditujukan untuk mengakomodasi proses absorpsi sekaligus desorpsi secara berimbang.\n