ANALISIS KARAKTERISTIK TERMAL PADA PLASMATRON SEBAGAI BAGIAN DARI PLASMA FUEL SYSTEM (PFS) UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI PULVERIZED-COAL BOILER MENGGUNAKAN SIMULASI CFD

Abstract

Isu ketahanan energi global semakin menuntut perhatian karena konsumsi energi terus meningkat, sementara ketersediaan sumber daya fosil semakin terbatas. Batubara masih menjadi salah satu sumber energi utama, tetapi penggunaannya menghadapi sejumlah kendala seperti efisiensi pembakaran yang rendah, emisi gas buang yang tinggi, serta terbentuknya residu padat yang dapat mengganggu kinerja boiler. Untuk mengatasi hal ini, diperlukan inovasi teknologi yang mampu meningkatkan efisiensi sekaligus menekan dampak lingkungan. Salah satu teknologi yang banyak dikembangkan adalah Plasma-Fuel System (PFS) dengan plasmatron, yang dapat menghasilkan temperatur sangat tinggi sehingga mempercepat penyalaan bahan bakar dan mengurangi kebutuhan energi pada tahap awal operasi. Metana (CH₄) selama ini menjadi bahan bakar utama plasmatron karena sifatnya yang stabil, namun pemanfaatan energi terbarukan lebih diutamakan dalam mendukung keberlanjutan. Biogas menjadi alternatif yang menjanjikan karena berasal dari proses dekomposisi limbah organik, dengan kandungan metana 50–70% dan karbon dioksida sebagai komponen dominan. Penelitian ini bertujuan mengkaji pengaruh variasi fraksi biogas (0–100%) terhadap suhu pembakaran dan karakteristik emisi pada plasmatron menggunakan simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) melalui ANSYS Fluent. Hasil simulasi menunjukkan bahwa semakin tinggi fraksi biogas, suhu pembakaran cenderung menurun, dengan temperatur outlet berkisar antara 1763,77 K hingga 3411,93 K. Selain itu, emisi gas buang mengalami perbaikan melalui penurunan fraksi massa CO₂, peningkatan O₂, serta berkurangnya CO.