Catatan Sebuah Perjalanan: Teknologi Pengolahan Batubara dengan Under Ground Coal Gasification

BAB I

PENDAHULUAN

Tingkat penggunaan batubara sebagai sumber energi primer mulai berkurang seiring dengan kenaikan pemakaian minyak, yaitu sejak tahun 1960. Akan tetapi sejak terjadi krisis minyak tahun 1973 membuat banyak pihak menyadari bahwa ketergantungan yang berlebihan pada salah satu sumber energi primer akanmenyulitkan dalam pemenuhan pasokan energi yang kontinu. Keadaan inilah yang kemudian mengembalikan nilai batubara sebagai alternatif sumber energi primer. Tetapi tidak mungkin batubara dibakar seluruhnya dan diubah menjadi energi listrik, karena sampah pembakaran yang membahayakan, yaitu melalui polutan CO2, SO2, NOx dan CxHy. Batubara sebaiknya tidak langsung dibakar, akan lebih efektif dan efisien jika diambil hidrokarbon yang terdapat di dalam batubara atau dikonversi menjadi migas sintetis.

Dua cara yang dipakai untuk mengekstrak hidrokarbon pada batubara adalah likuifikasi dan gasifikasi batubara. Namun disini akan dijelaskan mengenai konversi batubara ke gas atau disebut proses gasifikasi batubara. Ada banyak teknologi yang menjelaskan gasifikasi batubara salah satunya Underground Coal Gasification atau Gasifikasi Batubara di bawah tanah.

Gasifikasi di atas tanah telah digunakan di seluruh dunia pada skala komersial selama lebih dari 75 tahun oleh industri kimia, penyulingan, dan pupuk, dan selama lebih dari 35 tahun oleh industri tenaga listrik. Baru-baru ini, ia sedang diadopsi menjadi lebih kecil skala aplikasi dan pengaturan baru untuk memecahkan masalah atau pembuangan limbah dengan mengekstraksi energi berharga yang terkandung dalam limbah itu, dan untuk memanfaatkan bahan baku alternatif terbarukan, seperti biomassa. Syngas yang dihasilkan dari UCG mirip gasifikasi di atas tanah dan juga dapat dibakar dalam turbin gas untuk menghasilkan listrik atau Top diproses lebih lanjut untuk menghasilkan bahan kimia, bahan bakar transportasi, pengganti gas alam, hidrogen, atau pupuk.

Dengan pengembangan teknologi Underground Coal Gasification akan ada banyak hal yang diuntungkan, baik dalam pengolahannya, penggunaannya bahkan dampak bagi lingkungan sekitar.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Pengertian Gasifikasi

Gasifikasi adalah proses yang unik yang mengubah bahan berbasis karbon, seperti batubara, bahan bakar fosil lainnya, biomassa, bahan sekunder atau daur ulang, menjadi energi tanpa membakarnya. Sebaliknya, gasifikasi mengkonversi bahan ke gas dengan menciptakan reaksi kimia. Reaksi ini menggabungkan bahan berbasis karbon (dikenal sebagai bahan baku) dengan sejumlah kecil udara atau oksigen, mengkoversi batubara ke gas yang terdiri dari blok bangunan yang molekulnya relatif lebih sederhana yang disebut sintesis gas atau "syngas". Syngas Terdiri dari karbon monoksida dan hidrogen. Hal ini bergantung juga pada teknologi gasifikasi dan bahan baku yang digunakan, sebab mungkin juga dapat mengandung sejumlah metana, karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan uap air.

Setiap kotoran atau polutan yang terkandung dalam syngas biasanya akan mudah dihapus hingga bersih, "Sintesis" gas (syngas). Hal ini dapat dikonversi menjadi listrik dan berharga produk. Dalam gasifikasi tradisional, bahan baku dan udara atau oksigen yang disuntikkan ke dalam gasifier dimana kombinasi panas dan tekanan menyebabkan reaksi gasifikasi. Hasil syngas kemudian dibersihkan untuk menghilangkan kotoran dan syngas bersih kemudian dapat dikonversi menjadi listrik dan / atau lainnya yang berharga produk.

2. Pengertian (UCG) Underground Coal Gasification

Dengan UCG, proses gasifikasi terjadi di bawah tanah, yang pada umumnya di bawah kedalaman 1200 meter. Kemajuan terbaru dalam teknologi pengeboran sumur sekarang memungkinkan pengembangan UCG di kisaran kedalaman 4000-6000 kaki, demi peningkatan perlindungan lingkungan dan manfaat proses efisiensi di area kedalaman. Pengaturan tanah baik sumber bahan baku (batubara) serta tekanan dibandingkan dengan sebuah gasifier atas tanah. Sumur dibor pada dua sisi berlawanan dari bawah tanah lapisan batubara. Satu juga digunakan untuk menyuntikkan udara atau oksigen (dan kadang-kadang uap) menjadi lapisan batubara untuk memulai reaksi gasifikasi. Sumur kedua digunakan untuk mengumpulkan syngas yang terbentuk dari reaksi gasifikasi melalui pipa ke permukaan untuk diproses tambahan sesuai penggunaan. Sepasang sumur dapat berlangsung selama sumbu lima belas tahun. Reaksi UCG dikelola dengan mengendalikan tingkat oksigen atau udara yaitu disuntikkan ke dalam lapisan batubara melalui sumur injeksi. Proses ini dihentikan dengan menghentikan injeksi oksigen atau udara. Setelah batubara diubah menjadi syngas di lokasi khusus, rongga yang tersisa (yang akan pengepakan di sebelah kiri abu dari batubara atau stroke, serta bahan batuan lainnya) mungkin akan dibanjiri dengan air asin dan sumur yang dibatasi. Namun, ada yang tumbuh di tesis menggunakan rongga untuk menyimpan karbon dioksida itu bisa ditangkap dari atas tanah syngas pengolahan. Setelah Sebuah lapisan batubara tertentu habis, sumur baru dibor untuk memulai reaksi gasifikasi di bagian yang berbeda dari lapisan batubara.

UCG Beroperasi pada tekanan di bawah tanah atau tekanan batubara alami jahitan, gested Memastikan Bahwa bahan yang tidak didorong keluar ke formasi sekitarnya. Hal ini kontras dengan operasi rekah hidrolik dalam minyak dan gas produksi, di mana tekanan signifikan atas tekanan formasi alam digunakan untuk memaksa injeksi ke dalam formasi.

3. Proses Konversi UCG (Underground Coal Gasification)

Underground Coal Gasification (Gasifikasi batubara bawah tanah) merupakan proses mengkonversi batubara ke gas yang masih dalam lapisan batubara (in-situ). Gas diproduksi dan diekstraksi melalui sumur yang dibor ke dalam tambang batubara. Sumur injeksi yang digunakan untuk memasok oksidan (udara, oksigen, atau uap) untuk menyalakan bahan bakar dan proses pembakaran tanah. Sumur produksi yang terpisah digunakan untuk membawa gas produk ke permukaan. Tekanan tinggi pembakaran dilakukan pada suhu 700-900°C (1290-1650 °F), tetapi dapat mencapai hingga 1.500 °C (2.730 ° F).

Proses terurainya batubara dan menghasilkan karbondioksida (CO2), hidrogen (H _2), karbon monoksida (CO), metana (CH _4). Selain itu, ada sejumlah kecil kontaminan berbagai termasuk oksida sulfur (SO _x), mono-oksida nitrogen (NO _x), dan hidrogen sulfida (H₂S).

Ada berbagai desain untuk gasifikasi batubara bawah tanah, yang semuanya dirancang untuk menyediakan sarana suntik oksidan dan mungkin uap ke dalam zona reaksi, dan juga untuk memberikan jalan bagi produksi gas mengalir dengan cara yang terkendali ke permukaan. Sebab batubara mempunyai variasi dalam perlawanan terhadap aliran, tergantung pada usia, komposisi dan sejarah geologi, permeabilitas alami dari batubara untuk mengangkut gas umumnya tidak memadai. Untuk tekanan tinggi break-up dari batubara, hidro-rekah , listrik-linkage, dan pembakaran sebaliknya dapat digunakan dalam berbagai derajat.

a. UCG dengan sumur vertikal sederhana

UCG Desain sederhana menggunakan dua sumur vertikal: satu suntikan dan satu produksi. Kadang-kadang perlu untuk menjalin komunikasi antara dua sumur, dan metode umum untuk menggunakan pembakaran terbalik untuk membuka jalur internal dalam batubara. Alternatif lain adalah dengan mengebor sumur lateral yang menghubungkan dua sumur vertikal. UCG dengan sumur vertikal sederhana, sumur miring, dan sumur directional lama digunakan di Uni Soviet. Teknologi UCG Soviet dikembangkan lebih lanjut oleh Exergy Ergo dan diuji di situs Chinchilla Linc di 1999-2003, di pabrik UCG Majuba (2007-sekarang), di pabrik Cougar Energy UCG di Australia (2010). Teknologi yang sama sedang diterapkan oleh beberapa pengembang pada tanaman UCG di Selandia Baru, Kanada, Amerika Serikat, India dan negara-negara lain.

b. UCG dengan sumur vertikal dan lateral

Pada 1980-an dan 1990-an, metode yang dikenal sebagai CRIP (retraksi terkontrol dan titik injeksi) dikembangkan (tapi tidak dipatenkan) oleh Lawrence Livermore National Laboratory dan menunjukkan di Amerika Serikat dan Spanyol . Metode ini menggunakan produksi sumur vertikal dan lateral yang diperpanjang dengan baik dibor terarah dalam batubara. Sumur lateral digunakan untuk injeksi oksidan dan uap, dan titik injeksi dapat diubah dengan mencabut injektor.

Carbon Energy adalah orang pertama yang mengadopsi sistem, yang menggunakan sepasang sumur lateral dalam paralel. Sistem ini memungkinkan jarak pemisah yang konsisten antara injeksi dan sumur produksi sementara semakin pertambangan batubara antara dua sumur. Ini memberikan akses ke jumlah terbesar batubara per baik mengatur dan juga memungkinkan konsistensi yang lebih besar dalam kualitas produksi gas.

c. UCG dengan sumur vertikal tunggal

Sebuah teknologi baru telah diumumkan pada Mei 2012 oleh pengembang Portman Energy dimana metode yang disebut SWIFT (Tabung Arus Tunggal Nah Terpadu) menggunakan vertikal tunggal baik untuk kedua pemulihan Syngas dan pengiriman oksidan. Desain ini memiliki casing tunggal string tabung tertutup dan diisi dengan gas inert untuk memungkinkan pemantauan kebocoran, pencegahan korosi dan perpindahan panas. Serangkaian horizontal dibor garis pengiriman oksidan lateralis ke batubara dan pipa syngas satu atau beberapa pemulihan memungkinkan untuk area yang lebih besar dari batubara yang akan dibakar pada satu waktu. Para pengembang mengklaim metode ini akan meningkatkan produksi syngas hingga sepuluh kali pendekatan desain sebelumnya dan desain sumur tunggal berarti biaya pengembangan secara signifikan lebih rendah dan fasilitas dan wellhead terkonsentrasi pada satu titik mengurangi akses jalan permukaan, pipa dan Fasilitas jejak.

4. Faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk kriteria UCG

Berbagai macam batubara setuju untuk proses UCG. Batubara mulai dari lignit sampai bituminous dapat berhasil diolah dengan gasifikasi. Banyak faktor besar yang diperhitungkan dalam memilih lokasi yang tepat untuk UCG, termasuk kondisi permukaan, hidrogeologi, lithoglogy, kuantitas batubara, dan kualitas. Menurut Andrew Beath dari CSIRO Eksplorasi & Pertambangan kriteria penting lainnya meliputi:

§ Kedalaman 100-600 meter (330-2,000 ft)

§ Tebal lebih dari 5 meter (16 kaki)

§ Kadar abu kurang dari 60%

§ Minimal diskontinuitas

§ Isolasi dari dihargai akuifer

Menurut Peter Sallans of Liberty Sumber Daya Terbatas kriteria ini:

§ Kedalaman 100-1,400 meter (330-4,600 ft)

§ Ketebalan lebih dari 3 meter (9,8 kaki)

§ Kadar abu kurang dari 60%

§ Minimal diskontinuitas

§ Isolasi dari aquifer dihargai.

5. Manfaat UCG dari segi Ekonomi

Ada sejumlah manfaat ekonomi yang signifikan terkait dengan UCG meliputi:

· Tidak perlu untuk pertambangan batubara

· Tidak perlu penanganan batubara

· Tidak perlu untuk transportasi batubara

· Tidak perlu mempersiapkan batubara yang akan dimasukkan ke dalam reaktor

· Ada kebutuhan untuk pembuangan abu atau stroke

· Karbon dioksida dapat ditangkap dan digunakan untuk enhanced oil recovery atau

Enhanced Methane Recovery atau penyimpanan geologi permanen lainnya.

6. UCG ini Manfaat Lingkungan

· Penggunaan lahan Minimal

· Air garam Underground dapat digunakan untuk mengurangi penggunaan minum air tanah atau air tawar

· Dampak lingkungan sedikit tradisional dikaitkan dengan batubara pertambangan dan penanganan Lapisan batubara gasifikasi yang berada di bawah air minum segar persediaan (semakin dalam UCG, The Greater tingkat isolasi dari air tawar akuifer)

· Signifikan mengurangi polusi udara dibandingkan dengan konvensional pembakaran batubara tanaman

· Semua atau sebagian dari belerang substantialism, merkuri, arsenik, tar, abu dan partikulat yang ditemukan di remainning batubara bawah tanah

· Setiap belerang atau logam itu mencapai permukaan melakukannya dalam Kimia berkurang negara, membuat mereka lebih mudah untuk menghapus

· Tidak perlu pembuangan TPA untuk abu atau stroke

BAB III

PENUTUP

v Kesimpulan

Ø Proses Underground Coal Gasification merupakan proses mengkonversi batubara ke gas yang berlangsung di bawah tanah.

Ø Mekanisme kerja dari proses Underground Coal Gasification ini dengan memasang dua pipa dengan jarak tertentu secara vertikal, kemudian pipa pertama di injeksikan udara / O2 dan juga steam sehingga keluar Syntesis Gas melalui pipa ke dua

Ø Klasifikasi batubara dari lignit sampai bituminus dapat berhasil diolah dengan Underground Coal Gasification

Ø Underground Coal Gasification sangat penting dimanfaatkan di banding penambangan batubara, karena UCG tidak memerlukan penambangan yang memyebabkan tanah berlubang, sedikit menggunakan lahan, dan dalam pemakaiannya tidak menyebabkan polusi.