Tel-UTel-U

JMECS (Journal of Measurements, Electronics, Communications, and Systems)JMECS (Journal of Measurements, Electronics, Communications, and Systems)

Industrialisasi cepat di sektor peternakan unggas telah menimbulkan tantangan lingkungan yang signifikan, termasuk polusi nutrisi, bau, dan emisi gas rumah kaca dari pengelolaan kotoran yang tidak tepat. Studi ini memeriksa potensi gasifikasi kotoran ayam sebagai pendekatan berkelanjutan untuk produksi energi terbarukan, sambil mengatasi masalah pembuangan limbah. Simulasi Dinamika Fluida Komputasi (CFD) dilakukan di perangkat lunak ANSYS Fluent versi 2019 R2 di bawah lisensi akademik mahasiswa yang disediakan oleh Telkom University, untuk menyelidiki proses gasifikasi updraft dan downdraft di bawah kondisi operasi yang bervariasi, termasuk kecepatan aliran udara dan suhu. Model simulasi menunjukkan akurasi tinggi dalam memprediksi komposisi syngas, dengan kesalahan rata-rata 0,1657% pada 680°C dan 0,0969% pada 800°C, yang memvalidasi keandalannya. Dimensi gasifier optimal adalah 30 cm diameter dan 40 cm tinggi untuk updraft dan 16,5 cm diameter dan 60 cm tinggi untuk downdraft, yang konsisten dengan standar industri. Hasil menunjukkan bahwa kecepatan aliran udara mempengaruhi komposisi syngas secara signifikan; peningkatan yang moderat meningkatkan produksi CO dalam konfigurasi updraft, sedangkan aliran udara yang berlebihan dalam setup downdraft mengurangi konsentrasi CO karena overoksidasi. Optimasi suhu lebih lanjut meningkatkan kualitas syngas, dengan suhu yang lebih tinggi (800°C) meningkatkan konsentrasi CO dan H₂. Rasio H₂/CO tetap stabil dalam kondisi updraft tetapi menunjukkan variabilitas yang lebih signifikan dalam setup downdraft karena perbedaan dalam kinetika reaksi dan dinamika aliran. Temuan ini menekankan pentingnya kontrol yang tepat atas parameter operasi untuk mengoptimalkan hasil dan komposisi syngas untuk aplikasi energi. Pekerjaan masa depan harus fokus pada penyempurnaan model simulasi, menjelajahi bahan bakar alternatif, dan meningkatkan efisiensi proses untuk maju teknologi energi dari limbah yang berkelanjutan.

Studi ini menunjukkan bahwa kondisi optimal untuk produksi syngas kaya hidrogen dari gasifikasi kotoran ayam dicapai dalam konfigurasi gasifier updraft pada suhu pembakaran 800°C dan kecepatan aliran udara (Va) 2 m/s.Di bawah parameter ini, rasio H₂/CO tetap stabil (0,3249-0,3324), konsentrasi hidrogen dimaksimalkan, dan CO₂ tidak berlebihan, menunjukkan bahwa mekanisme reaksi diarahkan secara efektif menuju pengayaan syngas daripada overoksidasi.Analisis perbandingan mengonfirmasi bahwa peningkatan kecepatan aliran udara yang moderat dalam konfigurasi updraft meningkatkan konten CO dan H₂, sedangkan aliran udara yang berlebihan dalam setup downdraft menyebabkan produksi CO₂ yang lebih besar, penurunan CO, dan variabilitas yang lebih tinggi dalam hasil hidrogen.Oleh karena itu, optimasi operasi - khususnya, mempertahankan mode updraft, suhu tinggi, dan kecepatan udara moderat yang terkendali, memungkinkan peningkatan hasil syngas kaya hidrogen dan meminimalkan dampak lingkungan dengan mengurangi emisi yang terkait dengan pembakaran tidak lengkap dan pembentukan polutan.Dengan menyoroti rejim optimum dan rasionalnya, studi ini memberikan panduan berharga untuk produksi syngas berkelanjutan dari limbah unggas, mendukung adopsi yang lebih luas dari energi terbarukan dan pengelolaan limbah yang efisien sumber daya sejalan dengan tujuan ekonomi sirkular dan berkelanjutan.

Untuk penelitian lanjutan, disarankan untuk fokus pada penyempurnaan model simulasi CFD, khususnya dalam hal akurasi dan validasi terhadap data eksperimental. Selain itu, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengeksplorasi berbagai jenis bahan bakar dan meningkatkan efisiensi proses gasifikasi. Penelitian ini dapat mencakup pengembangan model kinetika reaksi yang lebih akurat, optimasi desain gasifier, dan investigasi lebih lanjut tentang pengaruh parameter operasi seperti kecepatan aliran udara dan suhu pada komposisi syngas. Dengan demikian, penelitian lanjutan dapat berkontribusi pada peningkatan teknologi gasifikasi untuk produksi energi yang berkelanjutan dan efisien dari limbah kotoran ayam.

Read online
File size982.07 KB
Pages17
DMCAReport

Related /

ads-block-test