Simulasi Aliran pada Kolom Adsorpsi untuk Proses Penyerapan CO2 dengan Adsorben Karbon Aktif Menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD)

Mutia Reza; Novi Sylvia; Lukman Hakim; Wusnah Wusnah; Nasrul ZA

doi:10.29103/jtku.v7i1.1173

Simulasi Aliran pada Kolom Adsorpsi untuk Proses Penyerapan CO2 dengan Adsorben Karbon Aktif Menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD)

Mutia Reza, Novi Sylvia, Lukman Hakim, Wusnah Wusnah, Nasrul ZA

Abstract

Pemurnian biogas dari senyawa karbon dioksida dikarenakan dapat menurunkan nilai kalor gas metana (CH₄). Salah satu aplikasi yang digunakan dalam hal ini yaitu adsorpsi menggunakan karbon aktif. Penelitian ini mempelajari pengaruh tinggi unggun karbon aktif dan laju alir terhadap persen penyerapan serta kapasitas penyerapan pada simulasi menggunakan CFD (Computational Fluid Dynamics). Hasil yang diharapkan adalah mengetahui kondisi laju alir dan tinggi unggun agar memperoleh persen penyerapan dan kapasitas penyerapan tertinggi. Penelitian ini terdiri dari empat tahap yaitu menggambar geometri, pengecekan geometri serta pengkondisian yang telah dilakukan (iterasi), report data dan pengambilan animasi. Persen penyerapan dan kapasitas penyerapan berbanding terbalik. Persen penyerapan akan meningkat apabila laju alir fluida inlet rendah dengan unggun yang tinggi, sebaliknya terhadap kapasitas penyerapan. Persen penyerapan tertinggi terjadi pada tinggi unggun 10 cm dengan laju alir 50 cm³/menit dan persen penyerapan terendah terjadi pada tinggi unggun 6 cm³/menit dengan laju alir 150 cm³/menit. Hal ini dikarenakan semakin tinggi unggun dan dengan laju alir yang rendah maka akan semakin banyak adsorbat mengalami kontak dengan adsorben, begitu juga sebaliknya. Sedangkan kapasitas penyerapan maksimal terjadi pada tinggi unggun 6 cm dengan laju alir 150 cm³/menit dan kapasitas penyerapan minimal terjadi pada tinggi unggun 10 cm dengan laju alir 50 cm³/menit.

Kata kunci: kapasitas penyerapan, karbon aktif, laju alir, persen penyerapan, simulasi

References

Abdullah, M. Z., & Qasim, A. (2016), Parametric Analysis of Carbon Dioxide Adsorption on Nanoporous Activated Carbon Using Computational Approach. Procedia Engineering, 148, 1416–1422. Malaysia: Universitas Teknologi PETRONA. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.06.626

Albadarin, A. B., Mangwandi, C., Al-Muhtaseb, A. H., Walker, G. M., Allen, S. J., & Ahmad, M. N. M. (2012). Modelling and Fixed Bed Column Adsorption of Cr(VI) Onto Orthophosphoric Acid-Activated Lignin. Chines

e Journal of Chemical Engineering, 20(3), 469–477. https://doi.org/10.1016/S1004-9541(11)60208-5

Chitsiga, Tafara Leonard, Daramola, Michael O., Wagner, Nicola & Ngoy, J. M. (2005). Effect of Operating Variables on tha CO2 Adsorption Capacity of Amine-Grafted Polyaspartamide (PPA) Composite Adsorbent: a Statistical Approach. Journal of Oil, Gas and Coal Journal, 1–23.

Humaira, N. (2006). Chromium(VI) Biosorption Studies Using Non-Living Microorganisms, (Vi), Malaysia: Faculty of Science Universiti Teknologi.

Iriani, P., & Heryadi, A. (2014). Pemurnian Biogas Melalui Kolom Beradsorben Karbon Aktif, 6, 36–42. Bandung: Polban.

Kadirvelu, K., Thamaraiselvi, K., & Namasivayam, C. (2001). Adsorption of Nickel(II) From Aqueous Solution onto Activated Carbon Prepared from Coirpith. Separation and Purification Technology, 24, 497–505. https://doi.org/10.1016/S1383-5866(01)00149-6

Maryono, Sudding, & Rahmawati. (2013). Preparation and Quality Analysis of Coconut Shell Charcoal Briquette Observed by Starch Concentration . Chemical, 14(1), 74–83.

Nadliriyah, N. (2013). Pemurnian Produk Biogas dengan Absorbsi Menggunakan Larutan Ca (OH)2. Jurnal Sains Dan Seni POMITS, 2(1), Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November, 1-5.

Sulistyani, E., Budi, E., & Bakri, F. (2013). Pengaruh Temperatur terhadap Adsorbsi Karbon Aktif Berbentuk Pelet Untuk Aplikasi Filter Air, 67–72. Jakarta: Universitas Negeri Jakarta.

Suyati, L., Nikel, K. K., & Batubara, P. T. I. R. (2005). Pembuatan dan Karakterisasi Katalis Nikel/Zeolit pada Pirolisis TIR Batubara. JSKA, VII(2).

Wang, J., & Chen, C. (2006). Biosorption of Heavy Metals by Saccharomyces Cerevisiae: A Review. Biotechnology Advances, 24(5), 427–451. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2006.03.001

Widyastuti, A., Sitorus, B., & Jayuska, A. (2013). Karbon Aktif Dari Limbah Cangkang Sawit Sebagai Adsorben Gas Dalam Biogas Hasil Fermentasi Anaerobik Sampah Organik, 2, 30–33.

DOI: https://doi.org/10.29103/jtku.v7i1.1173