Gasifikasi, Memusnahkan (Konversi) Sampah Kota Bagi Mandiri Energi TPS 3R

Gasifier Sampah TPS 3R Terpadu GS 50 dikembangkan dari tungku gasifikasi biomassa. Dengan tambahan fitur ( reaktor pirolisis, plasma torch, ionisasi asap dan pengendap tar ) reaktor beroperasi dengan cara gasifikasi, yaitu proses produksi gas menjadi bahan bakar ( self burning) dalam reaktor. Gasifikasi berbeda dengan pembakaran langsung (direct combustion) atau insenerasi (incenerator). Teknik termokimia (suhu tinggi dan minim oksigen) dengan peranan burner plasma torch, proses termal terjadi tanpa  memerlukan bahan bakar minyak (BBM).

Secara reaksi termo kimiawi ( pada temperatur tinggi dan sedikit udara) reaktor gasifikasi memusnahkan (konversi) aneka jenis sampah domestik rumah tangga dan sejenis sampah rumah tangga atau, yang umum berada di TPS kawasan komersial ( pasar, komplek perumahan, apartemen, komplek Ruko, kawasan industri, pertokoan) maupun TPS kawasan sosial ( rumah sakit, tempat ibadah) dan pendidikan (sekolah). Efektif memusnahkan jenis sampah tidak mudah terurai (undegradable) atau anorganik kering ( potongan kayu, sampah B3, perca kain, pampers, kemasan makanan, biomassa dan tumbuhan kering tebangan pohon dan serasah serta sejenisnya).

Gasifier GS 50 melakukan proses gasifikasi, memusnahkan sampah bentuk padat menjadi bentuk baru fasa gas (sintetik atau syngas) berisi unsur hidrogen (H2) dan karbon monoksida (CO). Terhubung dengan ruang termal ( combustion chamber) melalui pipa dilapisi bata tahan panas (kastabel), syn gas akan terbakar memberi energi panas (kalor) kepada reaktor kedap udara (pirolisis) di bagian atas gasifier GS 50. Dari hasil pemanasan tinggi, reaktor pirolisis memusnahkan (konversi) aneka plastik (PE,PET, styrofoam, dan sejenisnya) menjadi bentuk baru ( fasa uap). Setelah dilewatkan pendingin (kondensat), uap menjadi fasa cair ( kembali ke bentuk bahan pembentuk plastik minyak mentah) yakni kualitas oktan di level lebih rendah dari minyak tanah (kerosin), atau dikenal di pasaran disebut minyak bakar (fuel oil).

Keberadaan Gasifier GS 50 dalam suatu paket teknologi tempat pengolahan sampah (TPS 3R ) Terpadu, memberikan efisiensi dan saling melengkapkan (komplementer) dengan peralatan teknik biologi ( proses dekomposisi menjadi kompos (aerob) serta digester biogas (anaerob). Walaupun gasifikasi dapat melakukan konversi (memusnahkan) semua jenis sampah, pengolahan jenis mudah terurai (degradable) organik ( cairan lindi, daun tumbuhan, sisa makanan) secara tersendiri dalam komposter dan digester, disamping menyelamatkan siklus kandungan unsur hara (nutrisi), juga meningkatkan efisiensi termal. Terhindarkannya material berkadar air tinggi masuk reaktor gasifier, akan menaikan produktivitas syn gas dan perolehan netto energi panas (kalor), selanjutnya meningkatkan kapasitas bahan baku isian (bbi) gasifier.

SPESIFIKASI dan KONFIGURASI PAKET TEKNOLOGI

Reaktor Gasifier GS 50 terbuat dari logam plat esser 7 mm berdimensi PLT ( panjang = 2,30 m,  lebar= 1,42 m, tinggi= 1,5 m), ketebalan bata tahan api ( castable/ refractory brick) min 7 cm, ketahanan menerima beban temperatur tinggi 1500o C. Gasifier dilengkapi burner (electric plasma torch memiliki flame temperature hingga 8000 oCelcius), blower berpenggerak motor listrik (3 HP, 1 Phase), siklon (cyclon) pemisah debu kasar, pengendap tar serta filter penyaring debu halus dan asap ( ElectroStatic Precipitator (ESP).  

Kapasitas konversi reaktor Gasifier GS 50 sebesar 50 kg sampah/ jam setara 1,2 ton sampah/ hari, atau setara lebih 3-5 m3/ hari. Perolehan hasil pemusnahan tergantung kandungan kalori dari komposisi jenis bahan baku isian (sampah atau biomassa). Secara umum, tiap kg sampah dan biomassa kering ( kadar air maksimal 80 %) diperoleh 2000 k Kal atau 2,4 juta k Kalori dari tiap 1,2 ton sampah kapasitas gasifikasi GS 50. Perolehan residu (abu, arang atau kerak slag) sebesar 1-4 % setara 50 kg dari tiap 1,2 ton berat bahan baku isian (bbi). Abu keluaran gasifier ini baik digunakan bahan pembuatan batako maupun campuran semen kontruksi.

Di dalam ruang lain gasifier (combustion chamber) terpasang reaktor pirolisis berupa silinder kedap udara ( diameter 20 cm, tinggi= 100 cm) terbuat dari Plat dilengkapi lobang pengumpan (hopper) bijih plastik secara kontinyu serta pendingin (kondensat) berupa pipa stainless 1 inchi, panjang 2 m. Sistim pirolisis memiliki kapasitas konversi ( convert capacity) 2,5 kg biji plastik per jam atau 60 kg biji plastik atau setara dengan pengolahan sampah plastik (sebelum pencacahan) 0,1 ton/ hari menjadi 54 liter minyak bakar/ hari.

Kelengkapan teknologi dalam Gasifier Sampah TPS 3R Terpadu GS 50 adalah komposter berkapasitas olah 0,5 ton/ hari sampah organik berupa Instalasi Produksi Kompos HR 500 serta kapasitas fermentasi 0,15 ton sampah organik/ hari dalam Instalasi Mini Pembangkit Listrik Biomassa 30616. Penyediaan digester bagi pengolahan materi organik ( air lindi, daun dan sampah tumbuhan), disamping berfungsi meningkatkan efisiensi termal gasifier, juga menghasilkan biogas (CH4) sebagai bahan bakar menjalankan generator ( bahan bakar biogas). Genset PLTBM ditujukan bagi pemenuhan daya listrik berjalannya pemantik plasma torch dan blower gasifier maupun penerangan areal TPS 3R Terpadu.

CARA KERJA

Dengan keberadaan Gasifier Sampah TPST GS 50 di TPST atau Depo Sampah pada kapasitas olah 7,5 m3 setara berat 2,85 ton sampah/ hari, memadai guna cara konversi memusnahkan sampah di TPS. Dari gerobak atau motor roda tiga, sampah dibongkar (unloading) kemudian dilakukan pengambilan jenis organik ( degradable atau mudah membusuk) dan plastik (PE, PET). Jenis organik dicacah 1 unit Mesin Pencacah Organik MP 500 (biogas) selanjutnya diumpan ke Instalasi Kompos dan 1 unit digester biogas BD 3.000 L. Sementara, jenis plastik (PE,PET) dicacah dan tercuci pada 1 unit Mesin Pencacah Plastik MPLP 200 diumpan kedalam reaktor pirolisis stainelss yang terdapat di atas ruang reaktor Gasifier GS 50. Jenis sampah lain ( unrecyle) sisa pemilahan plastik dan organik dimasukan ke reaktor gasifier GS 50 untuk proses pembangkitan gas dan panas (gasifikasi).

Paket teknologi Gasifier Sampah TPS 3R Terpadu GS 50 berkemampuan meningkatkan kegunaan dari sampah atau biomassa bernilai rendah menghasilkan padatan (seperti arang atau kerak slag), cairan (minyak bakar hasil kondensasi proses pirolisis plastik), biogas (yang dihasilkan digester), kompos (keluaran Hand Rotary Kiln) serta, gas permanen syngas (H2, CO) hasil proses gasifikasi. Perolehan bahan bakar (minyak bakar, biogas CH4 maupun syngas) diaplikasikan dalam membangkitkan energi panas thermal ( reaktor gasifikasi dan pirolisis) menjadikan TPS 3R Terpadu tidak memerlukan bahan bakar maupun listrik PLN atau mandiri energi.

Kehadiran paket teknologi Biogas-Pirolisis- Kompos-Gasifikasi (Biophos_koGas) berbasis CDM ( Clean Development Mechanism) melalui penerapan 3 R (Reuse-Reduce-Recycle) akan mewujudkankan pengelolaan sampah perkotaan mencapai sistim produksi bersih (zero wate). Pengelolaan TPS hampir tidak mengeluarkan emisi dan juga tanpa menyisakan residu untuk dibuang ke TPA. Pembuatan rangkaian pipa outlet emisi dari gasifier sebagai sirkuit tertutup (close circuit), selanjutnya dikondensasi dengan cara dilewatkan serta dijadikan pemanas ( calorie fire) digester, ujung pipa outlet diinjeksikan ke lumpur (slurry) biogas. Injeksi syn gas kedalam lumpur fermentasi biogas akan menaikan kualitasnya menjadi insektisida organik bertambahnya H2S, amoniak dan partikulat (*).