PONTIANAKNEWS.COM (RUSIA) - Para peneliti dari Universitas Politeknik Tomsk menemukan cara untuk meningkatkan reaktivitas batubara volatil rendah dengan bantuan hidrokarbon cair yang diperoleh selama pirolisis ban bekas.
Penemuan ini berpotensi memberikan solusi untuk dua tugas penting – pembuangan ban bekas dan peningkatan efisiensi bahan bakar batubara, yang masih menjadi bagian penting dari industri energi global.
Pirolisis adalah dekomposisi material yang terpapar suhu tinggi tanpa oksigen. Jika ban mobil dipanaskan hingga sekitar 500 °C, karet akan terurai menjadi tiga fraksi: gas, residu karbon, dan yang disebut minyak pirolisis.
Para peneliti tertarik pada cairan yang kaya akan hidrokarbon volatil ini. Nilai kalornya mencapai 43 MJ per kilo, hampir setara dengan bensin dengan kandungan abu dan pengotor yang minimal.
Para ilmuwan menambahkan hidrokarbon yang diperoleh dari karbon ke batu bara keras volatil rendah, yang biasanya sulit terbakar dan tidak terbakar menjadi bara api. Fraksi massa aditif ini bervariasi antara 2,5% hingga 20%. Campuran dipanaskan dan diuji dalam tungku laboratorium pada suhu 700 °C, untuk menentukan kecepatan penyalaan, waktu pembakaran, dan komposisi gas yang dihasilkan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa minyak pirolisis mempercepat proses penyalaan secara signifikan. Batubara murni membutuhkan waktu 4 detik untuk menyala, sedangkan dengan aditif 20%, waktu yang dibutuhkan kurang dari 1 detik. Pada saat yang sama, waktu pembakaran hampir dua kali lipat – dari 27 menjadi 49 detik. Dengan penambahan aditif sekitar 10%, suhu awal reaksi oksidasi menurun 15-20°C, yang menunjukkan peningkatan reaktivitas bahan bakar.
Efek ini disebabkan oleh fakta bahwa hidrokarbon mulai menguap pada suhu di bawah 100-250 °C, membentuk awan uap yang mudah terbakar, yang pertama kali menyala dan membakar batu bara dari dalam. Sebuah jembatan energi unik terbentuk antara fase padat dan gas: uap menghasilkan panas yang terdistribusi secara merata, dan produk pembakarannya memudahkan oksigen mengakses batu bara. Hal ini menghasilkan nyala api yang berkelanjutan dan peningkatan kinerja termal sistem.
Namun, para peneliti mencatat bahwa kandungan aditif yang berlebihan justru menghasilkan efek sebaliknya. Jika kandungan hidrokarbon cair di atas 10%, campuran menjadi kental sehingga menghambat akses oksigen, dan pembakaran pun melambat. Kadar karbon monoksida meningkat, menunjukkan oksidasi yang tidak sempurna. Oleh karena itu, kadar aditif yang optimal adalah 5-10%, yang menghasilkan penyalaan cepat, nyala api berkelanjutan, dan komposisi gas buang yang sesuai.
Analisis gas menunjukkan bahwa selama pembakaran campuran tersebut, konsentrasi karbon dioksida meningkat. Namun, pada suhu yang terlalu tinggi, pertumbuhan karbon monoksida dan nitrogen oksida diamati, yang berkontribusi pada pembentukan kabut asap dan presipitasi asam. Oleh karena itu, diperlukan penyesuaian suhu dan pasokan udara yang akurat di zona pembakaran.
Teknologi ini tampak menjanjikan dari sudut pandang praktis. Campuran batu bara dengan minyak pirolisis dapat digunakan dalam industri energi, semen, dan metalurgi – di mana pun bahan bakar padat digunakan. Teknologi ini memungkinkan pengoperasian boiler yang lebih cepat, meningkatkan efisiensi pembakaran, dan sekaligus membantu pembuangan jutaan ton ban yang terkumpul di seluruh dunia setiap tahunnya.(Tim Liputan)
Editor : Aan
