Nama Anissa Nurul Rachmawati
NIM 241427001
Kelas D4 TKPB RPL 2024
Mata Kuliah PLPG
Dosen Pengampu Ir. Endang Kusumawati, M.T.
PENANGANAN EMISI SO2 DI PLTU BATU BARA
A. Proses Pembentukan Emisi SO2 di PLTU Batu Bara
Pembentukan emisi sulfur dioksida (SO2) di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) berbahan bakar batu bara terjadi melalui pembakaran sulfur yang terkandung dalam batu bara. Sumber sulfur dalam batu bara yaitu >1% yang umumnya berasal dari material tumbuhan asal dan sulfat air laut yang masuk ke dalam rawa (Pamekas dkk., 2019).
Gambar 1. Diagram alir pembentukan SO2 dan penanganan menggunakan flue gas desulfurization (FGD)
Reaksi pembentukan emisi sulfur dioksida (SO2) yaitu:
S + O2 → SO2
Batu bara dalam boiler dibakar dengan suhu tinggi sehingga menghasilkan panas yang digunakan untuk mengubah air menjadi uap bertekanan tinggi. Selama proses ini, komponen sulfur (S) dalam batu bara teroksidasi oleh oksigen (O2) dalam udara sehingga menghasilkan gas sulfur dioksida (SO2). Sulfur dioksida (SO2) merupakan salah satu emisi penting di instalasi pembangkit listrik (power plant) tenaga batubara. Menurut Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No 21 Tahun 2008 Tentang Baku Mutu Emisi Sumber Tidak Bergerak Bagi Usaha/Kegiatan Pembangkit Tenaga Listrik Termal bahwa baku mutu emisi SO2 sebesar 750 mg/Nm3. Jka dilepaskan ke atmosfer, kombinasi SO2 dengan oksigen dan air akan membentuk asam sulfat (H2SO4)
yang berpotensi berbahaya bagi lingkungan dan salah satu komponen dari apa yang dikenal sebagai hujan asam (Purnamasari, 2017).
B. Penurunan Emisi SO2 Menggunakan FGD
Salah satu cara yang digunakan untuk menurunkan konsentrasi SO2 dari gas buang (flue gas) atau dikenal dengan Flue Gas Desulfurization (FGD. Dalam industri pembangkitan, tipe FGD yang paling banyak dipakai adalah wet scrubber, karena memiliki efisiensi yang tinggi dan menghasilkan produk pengolahan berupa gypsum sintesis yang memiliki kualitas yang tinggi. Keuntungan dari tipe FGD jenis wet scrubber adalah efisiensi yang tinggi lebih dari 90 % dengan kemampuan penyerapan scrubber yang tinggi dan menghasilkan produk gypsum yang berkualitas dan setara dengan gypsum alami (Fitriyanti, 2013). Berikut ini adalah keuntungan menggunakan FGD menurut EPA-CICA United State EPA452/F-03-034 yaitu
a) Efisiensi FGD dalam menurunkan SO2 sekitar 50 % sampai dengan 98%
b) Hasil produksi FGD dapat digunakan kembali
c) Tingkat kesulitan dalam proses retrofit FGD dari moderate hingga rendah d) Ketersediaan dan kemudahan dalam mendapatkan reagent
Salah satu tipe Flue Gas Desulfurization (FGD) tipe basah ini menggunakan bahan baku air laut sebagai media penyerap emisi sulfur dengan hasil samping berupa gypsum. Berikut ini diagram alir proses dari flue gas desulfurization dengan lime stone (CaCO3) atau lime (CaO) sebagai sorbent:
Gambar 2. Proses FGD Tipe Wite Lime dan Gypsum
Sistem FGD menghilangkan gas buang berupa SO2 dengan menyemprotkan limestone ke dalam aliran gas buang. Gas buang dari proses pembakaran sebelum
dibuang melalui cerobong dimasukkan ke FGD dan disemprotkan udara hingga teroksidasi menjadi SO3 kemudian didinginkan dengan menggunakan air (H2O) agar bereaksi menjadi asam sulfat (H2SO4). Asam sulfat kemudian direaksikan dengan batu kapur hingga diperoleh hasil pemisahan berupa gypsum. Gas yang kemudian dibuang kini berupa uap air tanpa ada kandungan oksida sulfur. Berikut ini rekasi kimianya:
SO2(gas) + O (gas) → SO3 (gas)
SO3(gas) + H2O (liquid) → H2SO4(liquid)
H2SO4 + Ca (OH)2 → CaSO4.2H2O
Perbandingan data emisi SO2 pada PLTU dengan kapasitas PLTU yang menggunakan FGD serta yang tidak menggunakan FGD dengan kapasitas pembangkit yang sama sebesar 600 MW.
Gambar 3. PLTU dengan ESP tanpa FGD
Gambar 4. PLTU dengan ESP dan FGD
C. Perbandingan Penggunaan FGD dan Biofilter untuk Menurunkan Emisi SO2 Biofilter merupakan metode alternatif untuk menghilangkan senyawa sulfur dalam gas buang dengan menggunakan mikroorganisme. Mikroorganisme pada biofilter mampu mengoksidasi SO2 menjadi senyawa yang lebih tidak berbahaya, seperti sulfat melalui proses biologis. Berikut perbandingan penanganan emisi SO2
menggunakan FGD dan biofilter (Purmono & Dewi, 2020).
Aspek Flue Gas Desulfurization
(FGD) Biofilter
Prinsip Kerja Reaksi kimia antara SO2 dan reagen (seperti kapur/batu kapur) yang menghasilkan endapan gypsum.
Proses oksidasi SO2
menggunakan mikroorganisme menjadi sulfat atau senyawa tidak berbahaya lainnya.
Efektivitas Tinggi hingga dapat
menghilangkan lebih dari 90%
SO2 pada konsentrasi tinggi.
Lebih efektif untuk konsentrasi SO2 rendah hingga sedang.
Biaya Tinggi untuk peralatan besar, reagen, serta pemeliharaan rutin.
Rendah karena lebih sederhana dan memerlukan sedikit
peralatan tambahan.
Mikroorganisme yang digunakan dapat berkembang secara alami dan tidak memerlukan bahan kimis tsmbshsn.
Pengelolaan Limbah
Limbah yang dihasilkan dari proses ini yaitu gypsum sebagai limbah padat yang bisa
dimanfaatakn ulang atau dibuang.
Limbah berupa air atau senyawa organik yang mudah dikelola dan lebih ramah lingkungan.
Kebutuhan Lahan
Membutuhkan ruang besar untuk instalasi peralatan FGD
Relatif lebih kecil dan fleksibel dalam penempatan.
Kompleksitas Sistem
Sistem kompleks sehingga memerlukan pengawasan ketat dalam pengoperasian.
Sistem sederhana dan mudah dalam pemeliharaan.
Penerapan
Umumnya digunakan di industri besar dengan konsentrasi SO2 tinggi, seperti PLTU.
Cocok untuk skala kecil hingga menengah untuk pengolahan emisi dengan konsentrasi SO2 rendah.
FGD dinilai lebih efektif untuk penanganan emisi SO2 di PLTU yang berjumlah besar atau memiliki konsentrasi tinggi, meskipun memerlukan biaya yang lebih besar.
DAFTAR PUSTAKA
Purnomo, R. & Dewi, S. (2020). Perbandingan Efektivitas Biofilter dan FGD dalam Pengendalian Emisi SO2. Jurnal Teknologi dan Lingkungan, 18(2): 45-52.
Purnamasari, Dina. (2017). Upaya Penurunan Emisi SO2 dari Hasil Pembakaran Batu Bara Pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dengan Menggunakan Flue Gas Desulfurization (FGD) Tipe Basah. Prosiding SNATIF Ke-4: 249- 252.
Pamekas, S., F., dkk. (2019). Kerangka Sekuen Pengendapan Batubara Berdasarkan Analisis Nilai Sulfur dan Kadar Abu Daerah Bentarsari, Kecamatan Salem, Kabupaten Brebes, Provinsi Jawa Tengah. Padjadjaran Geoscience Journal, 3(4): 281-286.
