Cara Kontrol NOx NO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara (2 of 2)

NO_x adalah gas dari reaksi pembakaran bahan bakar fossil, berikut macam-macam gas NO_x:

NO_x Control, dapat dikendalikan dengan beberapa cara sebagai berikut:

Combustion Modification

NO_x bisa terbentuk pada temperatur tinggi >1000 ^oC, sehingga pengendalian yang umum dilakukan adalah menjaga pembakaran bahan bakar pada temperatur rendah.

Post-Combustion Methods

Kontrol ini dilakukan dengan penambahan bahan kimia, yang terbagi dalam 2 yaitu Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR) dan Selective Catalytic Reduction (SCR).

[1] Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR)

SNCR ini menggunakan tambahan reagent ammonia (NH₃) atau urea-CO(NH₂)₂yang turunannya merupakan ammonia juga ketika dipanaskan. Reagent tersebut diinjeksikan pada furnace temperatur tinggi 760-1100 ^oC sehingga terdapat reaksi antara NO_x dengan NH₃ sehingga letak injeksi yang tepat adalah di furnace downstream, reaksi yang terjadi sebagai berikut:

2 NO₂ + 2 NH₃ ---> NH₄NO₃ + N₂ + H₂O

Teknik ini cukup efektif yaitu bisa mengurangi emisi gas NO_x antara 30-50%. Selain itu chemical diatas, juga digunakan reducing agent seperti hydocarbon dan carbon monoxide.

Reaksi dengan urea sebagai berikut:

CO(NH₂)₂ + 2 NO + ½ O₂ <---> 2 N₂ + CO₂ + 2 H₂O

Reaksi efektif terjadi pada 1140-1420 K = 867-1147 ^oC, jika dioperasikan <1000 K maka tidak ada reaksi yang terjadi

[2] Selective Catalytic Reduction (SCR)

Teknik ini memiliki efisiensi yang paling bagus yaitu 80-90% karena kehadiran pengikatan NO_xoleh ammonia dibarengi dengan penambahan katalis (dari titanium, platinum or vanadium) yang bekerja efektif pada temperatur rendah yaitu 260-430 ^oC sehingga efektif diinjeksikan sebelum furnace (economizer) atau sesudah furnace (air heater).

Reaksi NO_x control terjadi pada temperatur tinggi sebagai berikut:

6 NO + 4 NH₃ <---> 5 N₂ + 6 H₂O

2 NO + 4 NH₃ + 2 O₂ <---> 3 N₂+ 6 H₂O

6 NO₂ + 8 NH₃ <---> 7 N₂+ 12 H₂O

Berdasarkan jurnal "controlling nitrogen oxide emissions from industrial source (Harrison et al, 1985) dijelaskan tahapan reaksi pada pada proses SCR sebagai berikut:

Gas NO_x bisa terbentuk melewati 2 cara yaitu: [i] thermal dissosiation-recombination yaitu penggabungan unsur nitrogen (N₂) dengan oksigen (O₂) pada pembakaran di udara; [ii] keluaranya atom nitrogen selama proses pembakaran dan bereaksi dengan oksigen membentuk nitogen oxide (NO_x).

Berdasarkan Handbook The Babcock & Wilcox Company sebagai berikut:

Adsorption

Teknik ini menggunakan zeolite sebagai penyerap gas NO_x dan senyawa zeolite dan activated carbon. Zeolite yang umum dipasaran adalah noble metal-exchanged zeolite dan copper-ion exchanged zeolite.

Scrubbing

Teknik ini menggunakan tipe spray wet scrubber dan berdasarkan hasil uji laboratorium oleh peneliti didapatkan data bahwa penggunaan chemical ini bisa mengurangi gas NOx seperti: KMnO₄, NaClO₂, NaClO₂+NaOH, larutan ferrous chelate nitrilotriacetic acid (NTA), ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA), hydroxy ethylene diamine triacetic acid (HEDTA) dan diethylene triamine penta acetic acid (DTPA).

Biological Method

Ada beberapa proses secara biologi seperti nitrification, denitrification dan microalgae. Nitrification adalah proses dimana ammonium/ammonia teroksidasi menjadi nitrat (NO₃^-) dengan bantuan bakteri. Selama proses oksidasi terlepaslah senyawa gas NO_x seperti NO dan N₂O. Senyawa tersebut diminimalisir menggunakan teknik denitrification juga munggunakan bantuan bakteri. Denitrification menggunakan media seperti trickling biofilter dan pelet diatomaceous earth.

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):

Feriyanto, Y.E. (2020). Cara Kontrol NOx NO2 pada Gas Buang Pembakaran Batubara, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Woodruff, E.,Lammers, H., and Lammers, T. (2000). Steam Plant Operation, 8th Edition Handbook

[2] Tullin, C., and Ljungstrom, E. (1989). Reaction Between Calcium Carbonate and Sulphur Dioxide. Journal of Energy & Fuels 1989, 3: 284-287

[3] Nannen, L.W., West R.E and Kreith, F. (2012). Removal of SO2 from Low Sulfir Coal Combustion Gases by Limestone Scrubbing, Journal of the Air Poluution Control Association, 24:1, 29-39

[4] Harrison, B., Diwell A.F., and Wyatt, M. (1985). Controlling Nitrogen Oxide Emission from Industrial Source. Journal of Platinum Metals, 29(2), 50-56

[5] Hardison, L.C. (2012). Techniques for Controlling the Oxides of Nitrogen. Journal of the Air Pollution Control Association, Vol. 20 No. 6

[6] The Babcock & Wilcox Company. Economizers and air Heaters