Lautan Luas Penggunaan Wood Pellet

Kompor-wp

Aplikasi wood pellet sebagai bahan bakar sangat luas, mulai dari kompor rumah tangga (1 sampai 10 kW) hingga boiler terbesar untuk pembangkit listrik dan panas (>5 MW). Aplikasi skala menengah meliputi boiler kecil (10 sampai 50 kW), boiler ukuran sedang (50 sampai 150 kW) dan boiler besar (150 kW sampai 1 MW). Secara umum produksi energi dari wood pellet ini berupa panas dan listrik. Pembakaran wood pellet normalnya adalah hal mudah dan kebutuhan untuk inspeksi serta menjaga nyala api dari burner atau boiler umumnya minimal karena pengumpanan pellet yang umumnya dilakukan secara otomatis (automatic feed burner types). Tetapi problem pembakaran dapat muncul misalnya jumlah abu bertambah banyak yang menyebabkan sistem pembakaran terjadi slag dan efisiensinya menurun. Problem tersebut sering disebabkan oleh rendahnya kualitas pellet atau pilihan teknologi pembakaran yang salah atau setting sistemnya yang tidak pas.

Berikut rincian ringkas aplikasi pellet pada teknologi pembakaran :

  1. Skala Kecil
    1. Kompor (Stove)

      Negara-negara empat musim akan membutuhkan pemanas ruangan sebagai penghangat terutama pada musim dingin. Pellet stove modern saat ini adalah pemanas ruangan yang efisien. Dibandingkan tungku api biasa yang memiliki tingkat efisiensi 10% atau bahkan kurang, pellet stove modern dapat mencapai tingkat efisiensi 80 dan 90%.

      pembakar-wp2

      Pada umumnya unit pembakaran kecil (pellet stove & small boiler) memiliki emisi dari komponen tidak terbakar lebih tinggi daripada unit pembakaran besar. Hal ini karena pada unit pembakaran besar kemungkinan diaplikasikan peralatan untuk mengontrol pembakaran lebih baik. Tetapi dengan teknik baru seperti catalytic combustor dan staged-air combustion, atau cara sederhana seperti isolasi ruang pembakaran yang lebih baik dan preheating udara masuk, maka efisiensi pembakaran bisa ditingkatkan dan level emisi dari komponen tidak terbakar bisa diturunkan. Wood pellet dengan ukurannya yang kecil dan kadar air yang rendah berkontribusi menurunkan tingkat emisi ketika udara yang dimasukkan mencukupi. Wood pellet dengan ukuran 6 mm dan dengan kualitas premium umumnya yang dipergunakan sebagai bahan bakar pellet stove di Eropa.

      Walaupun penggunaan wood pellet untuk rumah tangga belum banyak di Indonesia. Nurhuda dari Malang juga membuat kompor (stove) yang bisa digunakan dengan bahan bakar wood pellet. Memasak dengan bahan bakar wood pellet dengan kompor yang efisien akan berkontribusi mengurangi terbentuknya gas rumah kaca di atmosfer, karena wood pellet adalah bahan bakar Carbon Neutral.

    2. Small scale Boiler

      Pembakar-wp-modern

      Saat ini, sejumlah boiler kecil yang beredar dipasaran menggunakan dua tingkat sistem pembakaran dilengkapi dengan refractory lining dan dikombinasi dengan tangki air panas untuk me-recovery panas.

      Dengan konfigurasi seperti ini, boiler bisa dioperasikan pada beban maksimum dengan udara yang cukup dan suhu proses yang tinggi dengan bebas disesuaikan dengan kebutuhan panas. Hal ini membuat prosesnya rendah emisi dan efisiensi bisa ditingkatkan dari 60 ke 80-90%. Sedangkan emisi VOC dan tars bisa direduksi hingga 100 kalinya.

    3. Burners

      Salah satu solusi murah ketika mengganti pemanas minyak ke pellet pada penggunaan rumah tangga adalah dengan retrofit tungku minyak (oil furnace) lama dengan desain baru burner berbahan bakar pellet. Sejumlah pellet burner cocok untuk subtitusi oil burner telah ada dipasaran. Alat tersebut relative sederhana tetapi fungsional yang secara umum emisinya lebih rendah dibandingkan boiler kayu bakar terbaik sekalipun.

      Burner-hijau

      Oil furnace yang tidak dirancang untuk bahan bakar yang meninggalkan sejumlah bottom ash seperti wood pellet sehingga diperlukan membuang abu secara berkala, untuk mencegah terjadinya penurunan efisiensi maupun ruang pembakaran dipenuhi abu. H al ini bisa dilakukan dengan alat sederhana dengan interval tergantung musim atau panas yang dibutuhkan dan jenis wood pellet yang digunakan.

  2. Skala Menengah – Besar
    1. Grate Combustors

      Combustor
      Dengan teknik berdasarkan pada grate (seperti inclined grate, travelling grate, chain grate dan vibrating grate), bahan bakar biasanya diumpankan secara otomatis ke grate secara gravitasi. Suplai udara dari bawah grate sering dibagi sehingga kecepatan aliran dan tekanan pada udara pembakaran primer pada setiap bagian dapat dikendalikan secara independent. Sistem ini juga membutuhkan proporsi suplai udara cukup banyak pada bagian atas grate sebagai udara sekunder. Maksimum suhu dicapai antara 900-1100 C pada area pembakaran pada tumpukan, tetapi hanya 200-500 C pada zone pengeringan dan abu. Suhu diatas tumpukan pembakaran berkisar 800-1000 C. Pada grate stasioner abu masuk ke lubang untuk dikumpulkan, sedangkan system travelling grate abu jatuh ke hopper.

    2. Stokers

      Stoker-combustor

      Ada 2 macam stoker combustor, yakni spreader stoker dan retort (underfeed) stoker. Pada spreader stoker wood pellet diumpankan dari bagian atas tumpukan disepanjang tungku. Sedangkan pada retort (underfeed) stoker bahan bakar didorong ke atas melalui konis terbalik membentuk tumpukan seperti kubah dimana pembakaran terjadi.

      stokers-1

      Hampir semua stoker boiler memiliki saluran udara primer dan udara sekunder terpisah untuk menyediakan kontrol pembakaran yang independent pada panggangan dan di zone pembakaran gas akhir.

    3. Pulverised Fuel System

      Pada pulverized fuel system, bahan bakar dimasukkan dengan udara dalam burner samadengan yang digunakan pada oil atau coal burner. Ukuran partikel harus cukup kecil yakni umumnya dibawah 1 mm mencapai pembakaran sempurna dalam waktu cepat.
      Pulverised
      Sistem ini tersedia untuk kapasitas 1 hingga 30 MW. Suhu operasi diatas 1200 C akan menimbulkan masalah kerak yang parah dan juga emisi yang tinggi akan nitrogen oksida (NOx).

    4. Fluidised Bed Combustor (FBC) System

      Sistem ini telah dikenal baik akan kemampuannya pada fleksibilitas bahan bakar yang tidak sesuai untuk teknologi pembakaran lainnya. Fleksibilitas bahan bakar-lah yang membuat pellet dari bahan limbah-limbah pertanian atau perkebunan bisa dimanfaatkan dengan baik dengan teknologi ini selain tentunya wood pellet. Kondisi operasi fluidized bed system berkisar antara 750-950 C yang berarti lebih rendah dibandingkan grate dan sistem pulverized.

      fluidised-bed-combustor

      Sistem ini telah digunakan lebih dari 25 tahun dan sekarang telah diakui sebagai teknik yang efisien dan ramah lingkungan. Suhu operasi yang rendah membuat emisi NOx bisa direduksi dan memungkinkan bahan bakar dengan dengan titik leleh abu yang rendah untuk dibakar. Sistem ini juga memungkinkan penghilangan sulphurdioksida (SO2) dari pembakaran bahan bakar yang mengandung sulphur tinggi dengan menambahkan sulphur absorbent seperti batu kapur atau dolomite pada tumpukan bahan bakar tersebut. Saat ini ada dua tipe FBC secara komersial, yakni stationary fluidised bed (SFB) dan circulating fluidized bed (CFB). Sistem CFB mampu menghasilkan kondisi proses yang excellent, yang hampir tidak mungkin bisa dilakukan oleh teknologi terdahulu.
      Understoker furnace kebanyakan digunakan untuk wood pellet dengan kadar abu relatif rendah, sedangkan grate furnace bisa digunakan untuk wood pellet dengan kadar abu tinggi. Sistem SFB dan CFB umum digunakan untuk kapasitas besar yang biasa menggunakan biomass pellet, dengan bahan baku limbah biomasa pertanian atau perkebunan. Tabel dibawah ini mengkompilasi aplikasi wood pellet dan bahan bakar biomasa pada berbagai teknologi pembakaran.

      Tabel-aplikasi

Penulis: Eko SB Setyawan

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>