Analisis komputasi perbandingan temperatur pembakaran boiler menggunakan udara pembakaran konvensional dan pembakaran oxy-fuel

Abstract

Pembakaran bahan bakar fosil merupakan penyebab emisi Karbon Dioksida (CO₂) terbesar di dunia saat ini. Emisi CO₂ sendiri menyebabkan efek rumah kaca dan pemanasan global. Boiler merupakan pembangkit uap yang menggunakan bahan bakar fosil seperti batu bara dan gas alam dalam pengoperasiannya. Boiler sendiri umum digunakan pada pembangkit uap utilitas dan pembangkit uap industri. Dalam operasionalnya, boiler konvensional berbahan bakar gas alam menggunakan udara untuk pembakaran yang mana kandungan gas Nitrogen (N₂) pada udara biasa mencapai 79% yang melarutkan gas CO₂ pada gas pembuangan, sehingga gas CO₂ tersebut terbawa ke atmosfer. Beberapa teknologi yang bertujuan untuk mengurangi emisi CO₂ diantaranya pre-combustion, post-combustion, dan oxy-fuel combustion. Metode numerik seperti Computational Fluid Dynamics (CFD) digunakan karena teknologi oxy-fuel memiliki keterbatasan dalam penggunaannya di dunia industri dan utilitas, serta membutuhkan biaya pengadaan yang besar. Berdasarkan hasil simulasi didapat temperatur maksimum pada pembakaran konvensional sebesar 1917áµ’C sementara pada pembakaran oxy-fuel temperatur yang dihasilkan sebesar 1857áµ’C. Meskipun begitu, distribusi temperatur pada pembakaran oxy-fuel lebih merata dibandingkan pembakaran konvensional sehingga penyerapan panasnya akan lebih baik. Hal ini dibuktikan melalui grafik perbandingan temperatur pada masing-masing dinding furnace. Hasilnya terjadi penambahan temperatur sebesar    7,8áµ’C pada dinding furnace bagian kiri, 7,7áµ’C pada dinding bagian bawah, 6,6áµ’C pada dinding bagian atas dan 6,2áµ’C pada dinding bagian belakang.