oven pada suhu 110
0C selama 3 jam.
3.2 Uji Karakteristik Komposisi Kimia Melalui Analisis X- Ray Fluorosence (XRF)
Uji karakteristik adsorben menggunakan XRF ini bertujuan untuk mengetahui komposisi kimia dari
fly ash sebelum dan setelah dilakukan aktivasi. Dari hasil tersebut dapat diketahui rasio Si/Al dari fly ash.
3.3 Pengujian Adsorben
Proses pengujian dilakukan untuk mengetahui efisiensi penyerapan emisi CO2 gas buang kendaraan
bermotor oleh fly ash. Pengujian emisi dilakukan sebelum menggunakan adsorben (15 menit) dan saat menggunakan adsorben (1 jam) dalam kondisi idle menggunakan alat ukur emisi gas SUKYOUNG SY-GA 401.
Zona adsorpsi menggunakan alat tambahan berbentuk tabung silinder seperti knalpot (kanlpot uji) seperti pada gambar 1 dan 2. Waktu kontak antara adsorben dengan gas yaitu 3 detik (waktu kontak = 0,6- 6 detik).
Gambar 1. Rancangan Tabung Adsorpsi
Gambar 2. Knalpot Uji
3.4 Pengolahan Data
Data CO2 hasil uji emisi yang ditampilkan
dalam satuan % volume dikonversi menjadi volume gas CO2 dengan mengalikan hasil uji emisi dengan
debit gas buang kendaraan bermotor sesuai dengan kondisi pengujian (tanpa adsorben 1,18 l/dtk; menggunakan 100 gram fly ash 1,15 l/dtk; dan 300 gram fly ash 0,958 l/dtk). Perhitungan kapasitas
adsorpsi selama 1 jam digunakan dengan
menggunakan persamaan 1 sampai 4.
V CO2 = % Vol xQ x ∆t …….. Persamaan 1
……….. Persamaan 2
……….. Persamaan 3
…..……….. Persamaan 6[9]
Dimana :
Q = Debit Alir Gas (l/detik)
∆t = Selang Waktu (T2– T1)
P = Tekanan (1 atm dalam kondisi idle)
V = Volume gas CO2 (liter)
n = mol gas CO2
R = Konstanta gas ideal = 0,082 l/atm.mol.K
T = Temperature gas (K) = (3000C-4000C dalam
komdisi idle)
n = mol senyawa
m = massa (gram)
Mr = Molekul relative senyawa
X = jumlah gram adsorbat/gram adsorben (gram/gram)
II-17
Mahasiswa Indonesia 2017
Konferensi Ilmiah Nasional
xe = massa zat setelah adsorpsi (gram)
m = massa adsorben yang digunakan (gram)
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakteristik Kimia Fly Ash
Komposisi kimia pada fly ash didominasi oleh Si, Al dan Fe. Si dan Al merupakan unsur utama sebagai penyusun struktur fly ash sedangkan Fe merupakan pengotor yang dapat mengganggu proses adsorpsi. Penggunaan asam sulfat 3% sebagai aktivator akan meningkatkan rasio Si/Al pada adsorben dan menurunkan nilai % Fe (Gambar 3).
Gambar 3. Pengaruh Aktivasi Terhadap Rasio Si/Al dan % Fe.
Pada pemanasan 2000C, unsur H pada asam
sulfat dapat menukar logam Fe pada fly ash sehingga ion H+akan mengikat ion negaitf pada Al yang muncul
akibat adanya pergeseran dari Si4+ ke Al3+. Unsur H ini
juga kemudian akan saling mengikat dengan O pada struktur dasar fly ash (Si-OH dan Al-OH). Hal ini yang kemudian akan membantu proses adsorpsi CO2 oleh fly
ash.
4.2 Pengujian Adsorben
Pengukuran hasil uji emisi fly ash sebagai adsorben dilakukan setiap 5 detik selama 1 jam. Hal ini dilakukan untuk mengetahui waktu adsorben saat mendekati titik jenuh.
Gambar 4. Hubungan Waktu Kontak 100 gram Fly Ash
dengan Volume Emisi CO2.
Gambar 5. Hubungan Waktu Kontak 300 gram Fly Ash
dengan Volume Emisi CO2.
Dari gambar 4 dan 5 dapat dilihat bahwa selama 1 jam, penggunaan fly ash 100 gram mengalami kenaikan volume CO2 pada sekitar detik ke-900
sedangkan pada penggunaan fly ash 300 gram, volume CO2 yang diemisikan relatif stabil.
Gambar 6. % Efisiensi Penggunaan Fly Ash (100 gram & 300 gram) terhadap CO2.
Dari gambar 6 dapat dilihat bahwa selama 1 jam, penggunaan 300 gram fly ash memiliki efisiensi yang lebih stabil dan lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan 100 gram fly ash. Adapun efisiensi rata- rata secara keseluruhan untuk penggunaan fly ash
untuk massa 100 gram yaitu 20,48%, sedangkan untuk massa 300 gram yaitu 25,81%.
4.3 Kapasitas Adsorpsi Fly Ash
Kapasitas adsorpsi fly ash merupakan kapsitas atau kemampuan 1 gram fly ash dalam mengadsorpsi CO2 dalam jangka waktu tertentu. Dalam penelitian
ini, pada waktu yang sama (1 jam), adsorben dengan jumlah yang lebih banyak akan memiliki nilai kapasitas adsorpsi yang lebih rendah dibandingkan dengan massa yang sedikit. Hal ini dikarenakan pada penggunaan fly ash 300 gram, waktu adsorpsi belum mendekati titik jenuh sehingga, adsorben belum maksimal dalam mengadsorpsi gas CO2.
II-18
Tabel 1. Kapasitas Adsorpsi Fly Ash
Massa Adsorben
X0 Xe X = x/m
(gram) (gram) (gram) (gram/gram)
100 543.16 434.15 1.09
300 480.68 359.31 0.40
Pada tabel 1 dapat dilihat bahwa untuk rentang waktu 1 jam, fly ash dengan rasio Si/Al 4 sebanyak 100 gram dan 300 gram memiliki kapasitas adsorpsi 0,40 hingga 1,09 gram CO2/gram fly ash.
5.
KESIMPULAN
Penggunaan fly ash dengan rasio Si/Al 4 dapat mengadsorpsi CO2 dengan efisiensi 20,48% dengan
kapasitas adsorpsi 1,09 gr CO2/gram fly ash untuk
massa 100 gram serta 25,81% dengan kapasitas adsorpsi 0,40 gr CO2/gram fly ash untuk massa 300
gram.
UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih PLTU Suralaya yang telah membantu dan mengizinkan memanfaatkan limbah fly ash dalam penelitian ini, Toyota Auto 2000 Daan Mogot yang telah mengizinkan untuk melaksanakan uji emisi. Terima kasih kepada Ibu Hernani Yulinawati, ST., MURP dan Bapak Drs. Muhammad Lindu, MT yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan penelitian ini.
REFERENSI
[1] Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah Jakarta, 2013. Zat-zat Pencemar Udara.
[2] Albo, A., P. Luis dan a. Irabien. (2010). Carbon dioxide capture from flue gases using a cross- flow membrane contractor and the ionic liquid 1- ethyl1-3-methylimidazolium ethylsulfate. Ind. Eng. Chem. Res., 49: 11045-11051
[3] Samiaji, T. (2011), Gas CO2 di Wilayah
Indonesia, Jurnal Berita Dirgantara, 12(2), 68- 75.
[4] Wark, K. dan Warner, Cecil F. (1981), Air Pollutin, Second Edition, Publishers: Harper & Row, New York.
[5] Rahmayani, Fatimah dan MZ, Siswarini. (2013), Pemanfaatan Limbah Batang Jagung Sebagai Adsorben Alternatif Pada Pengurangan Kadar Klorin dalam Air Olahan (Treated Water), Jurnal Teknik Kimia USU, 2(2).
[6] Setyawan, Donatus, dkk., (2009), Peningkatan
Kualitas minyak Jelantah menggunakan
Adsorben H5-NZA dalam Reaktor Sistem Fluid
Fixed Bed, Jurnal Ilmu Dasar,10 (2), Univeritas Udayana, Bali.
[7] Safitri. E. dan Djumari. (2009), Kajin Teknis dan Ekonomis Pemanfaatan Limbah Batubara (fly ash) Pada Produksi Paving Block, Media Teknik Sipil ISSN 1412-0976, Surakarta.
[8] Hidayat. S. (2009), Semen, Jenis dan Aplikasinya. PT. Pustaka Kawan. Jakarta. [9] Reynolds, T. D., dan Richards, P. A., (1995),
Unit Operation And Processes in Environmental Engineering, Second Edition, Cengage Learning.