44

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil PenelitianPada penelitaian ini Bahan bakar yang digunakan adalah bahan bakar

biogas sebagai hasil konversi sampah organik yang dilakukan di Unit ReaktorBiogas. Produk bahan bakar biogas yang dihasil telah di analisa secara kuantitatifdi laboratorium Sucofindo Palembang.Komposisi terbesar dari biogas yangdigunakan pada penelitian ini adalah gas methan (CH4) dan karbon diokasida(CO2). Methana adalah molekul tetrahedral dengan empat ikatan C-H yangekuivalen. Struktur elektroniknya dapat dijelaskan dengan 4 ikatan orbitalmolekul yang dihasilkan dari orbital valensi C dan H yang saling melengkapi.Kandungan carbon dan hidrogen dalam gas metana mengakibatkan gas methanmerupakan sumber energi panas ketika dilakukan proses pembakaran.

Pembakaran bahan bakar di furnace didisain untuk mendapatkan tekanansteam hingga 30 bar pada kondisi proses steady state. Parameter yang diamatiselama proses pencapaian waktu steady state adalah temperatur api (0C),temperatur dinding hairpin(0C), temperatur steam (0C), tekanan steam (bar), danwaktu yang dibutuhkan untuk mencapai proses kontinyu. Sedangkan parameteryang dicatat setelah proses kontinyu adalah flow steam (L/min) dan teganganlistrik yang dihasilkan (volt). Dimana dari data-data tersebut akan didapateffisiensi furnace, koefisien perpindahan panas keseluruhan, dan efisiensi termalboiler. Data pengamatan secara lengkap dapat dilihat pada tabel 6 berikut ini:

45

Tabel 6. Data hasil penelitian

No Tekanan(p)

(bar)

Rasioudara

bahanbakar

Temperatur

superheatet

(TSS) (0C)

Temperatur

Flame

(0C)

Waktu (t)

(menit)

1 6,6 : 1 235 742 180

2 7 : 1 230 748 165

3 30 7,5 : 1 232 763 110

4 8 : 1 235 785 94

5 8,5 : 1 235 780 135

Sedangkan data hasil perhitungan effisiensi, koeffisien perpindahanpanas keseluruhan serta data-data pengukuran yang berhubungan langsung denganpembahasan dapat dilihat pada Tabel 7. berikut ini:

No Rasio udara bahanbakar

Efisiensi thermal

(%)

Temperatur flue gas

(0C)

1 6,6 : 1 73,17 168

2 7 : 1 75,12 160

3 7,5 : 1 65,18 164

4 8 : 1 67,63 185

5 8,5 : 1 69,24 185

46

4.2 Pembahasan4.2.1 Pengaruh rasio udara bahan bakar terhadap temperatur flue gas

Untuk melihat pengaruh rasio udara bahan bakar terhadap themperatureflue gas, dapat dilihat pada Gambar 5. Yaitu:

Gambar 5. Grafik Hubungan Rasio Udara Bahan Bakar terhadapThemperatur flue gas

Reaksi pembakaran sangat dipengaruhi oleh rasio udara bahan bakar.Rasio yang rendah menyebabkan bahan bakar sebagian tidak terbakar.pembakaran yang oftimal ditandai dengan semua karbon menjadi CO2 . tetapiudara yang sangat berlebih juga merugikan karena, dapat menurunkan temperaturgas buang dan menyerap jumlah kalor. Pada rasio 6,6 : 1 dan rasio 7 1 terjadifluktuasi temperatur yang tidak seragam hal ini menunjukan bahwah rasio udarabahn bakar masih terlalu rendah. Tetapi pada rasio 8: 1 dan rasio 8,5 : 1 terjadikenaikan temperatur flue gas yang ekstrim hal ini menunjukkan bahwah terjadikenaikan temperatur didalam ruang bakar yang menunjukkan terjadi nya reaksipembakaran yang sempurna dapat dilihat dari hasil anlisis flue gas tidak terdapatCO.

168

160164

185 185

145150155160165170175180185190

6,6 : 1 7:01 7,5:1 8:01 8,5:1

Tem

pera

tur

flue

gas(

c)

Rasio udara bahan bakar

47

4.2.2 Pengaruh Rasio Udara Bahan Bakar terhadap Efisiensi ThermalUntuk melihat pengaruh rasio udara bahan bakar terhadap efisiensi

thermal dapat dilihat pada gambar 6. yaitu`

Gambar 6. Grafik Hubungan antara rasio udara bahan bakar terhadap efisiensithermal

Nilai efisiensi furnace didapat dari membandingkan nilai kalor yangterserap dalam tube (Q konveksi) dengan jumlah panas yang diberikan bahanbakar (input). Pada rasio 6,6 dan rasio 7 sudah terjadi pembakaran yang sempurnasehingga semakin banyak udara yang berlebih maka panas yang dihasilkan akansemakin besar, tetapi pada rasio 7,5 terjadi penurunan hal ini terjadi karenasebagian kalor dibawah udara keluar stack gas. Hal ini menunjukkan sebagianbahan bakar belum sempat bereaksi dikarenakan jumlah oksigen belummencukupi.

73.1775.12

65.18

67.6369.24

606264666870727476

6.6 7 7.5 8 8.5

efisie

nsi th

ermal %

rasio udara bahan bakar

48

4.2.3 Pengaruh temperatur fluegas terhadap efisiensi thermal furnace.Dari hasil uji coba laboratorium terhadap biogas pada pembakaran dalam

boiler furnace dengan berbagai rasio menunjkkan indukasi adanya perbedaanefisiensi untuk masing-msing rasio dapat dilihat pada gambar 7. Yaitu:

Gambar 3. Grafik Hubungan antara efisiensi thermal dengan temperatur flue gas

Efisiensi thermal (efisiensi boiler) ditentukan atas dasar panas reaksibahan bakar terhadap nilai kalor bahan bakar. Dari grafik diatas rasio udara bahanbakar sangat mempengaruhi nilai efisiensi thermal boiler dimana semakin besarrasio udara bahan bakar maka efisiensi thermal boiler akan semakin besar. Hal inidikarenakan semakin banyak udara yang berlebih maka panas yang dihasilkanakan semakin besar.

Perbandingan antara jumlah udara dan bahan bakar yang digunakanmerupakan faktor yang sangat berpengaruh pada proses pembakaran di furnace.Jumlah aliran udara dan suplai gas bakar harus selalu dikontrol agar efisiensiyang diinginkan bisa tercapai. Terlalu banyak atau terlalu sedikit nya bahan bakarpada jumlah udara pembakaran tertentu, dapat mengakibatkan pembakaran tidaksempurna dan terbentuknya karbon monoksida. Jumlah O2 tertentu diperlukanuntuk pembakaran yang sempurna dengan tambahan sejumlah udara (udara

168

160164

185 185

145150155160165170175180185190

73.17 75.12 65.18 67.63 69.24

Tem

pera

tur

flue

gas

(0 c)

Efisiensi Thermal (%)

49

berlebih) diperlukan untuk menjamin pembakaran yang sempurna. Walaudemikian, terlalu banyak udara berlebih akan mengakibatkan kehilangan panasdan efisiensi. Dgn meningkatnya Rasio udara BB akan menyebabkan temperaturruang bakar turun dan sebagian kalor diserap udara keluar cerobong. akibatnyajumlah panas yg di tranfer untuk memanaskan air menjadi berkurang, sehinggakenaikaan temperatur steam lambat.