Kamis, 08 September 2011

Reaksi pembakaran dan hasil reaksi pembakaran

Reaksi pembakaran dan hasil reaksi pembakaran
Pembakaran adalah reaksi kimia antara unsur bahan bakar dengan oksigen. Oksigen didapat dari udara luar yang merupakan campuran dari beberapa senyawa kimia antara lain oksigen (O), nitrogen (N), argon (Ar), karbondioksida (CO2) dan beberapa gas lainnya. Dalam proses pembakaran maka tiap macam bahan bakar selalu membutuhkan sejumlah udara tertentu agar bahan bakar dapat dibakar secara sempurna. Bahan bakar bensin, untuk dapat terbakar sempurna membutuhkan udara kurang lebih 15 kali berat bahan bakarnya. Rumus kimia bahan bakar adalah Cn Hm. Dalam pembakaran dibutuhkan perbandingan udara bahan bakar dimana besarnya udara yang dibutuhkan dalam silinder untuk membakar bahan bakar. Perbandingan udara bahan bakar
atau AFR (air fuel ratio).

Berdasarkan jenis bahan bakar
1.Hidrogen
2H2 + O2 -> 2H2O
2.Bahan bakar minyak
2( -CH2-) + 3O2 -> 2CO2 + 2H2O
3.Metana
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
4.Etanol
C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O
5.Karbohidrat
-CHOH- + O2 ->CO2 + H2O
7. Untuk LPG (Liquified Petroleum Gas)
C3H8 + C4H10 + 11.5 02 -> 7CO2 + 9H2O

Berdasarkan alat pembakaran

1.Pembakaran bensin pada mobil
Mekanisme mesin berbahan bakar bensin. Penjelasan berikut menunjukkan bagaimana bensin bekerja dalam mobil:
1. Bensin dicampur dengan udara dengan rasio perbandingan yang optimal (kondisi di mana terdapat kandungan oksigen yang minimum, yang diperlukan untuk membakar 1 gram bensin dengan sempurna)
2. Gas yang tercampur ini akan dibakar dalam mesin nantinya.
3. Gas yang tercampur ini selanjutnya dihembuskan ke dalam mesin. Gas dikompress dengan piston dengan gaya yang lembam, yang meningkatkan suhu dan tekanan dari gas yang dihembuskan.
4. Campuran gas ini lalu dipantik dengan kontak spark dengan penempatan waktu yang tepat (tepat sebelum suhu dan tekanan gas mencapai titik tertinggi) Campuran gas ini mulai terbakar di dekat kontak spark.
5. Nyala diperbanyak secara bertahap dalam campuran gas, lalu menyebar masuki interior mesin (wadah pembakaran dalam) Tekanan di dalam wadah pembakaran dinaikkan oleh adanya pembakaran gas, yang mendorong piston.
6. Gaya yang dihasilkan dilewatkan ke bagian luar mobil, yang menggerakkan roda. Ada mekanisme mesin bensin. Mekanisme inilah yang menjadikan mesin berbahan bakar bensin juga disebut “mesin pantikan spark”.

Gambar 1. Pembakaran pada mesin kendaraan bermotor

Tabel 1. Koefisien Emisi kendaraan bermotor

II.Jenis polutan

1.CO2
Karbon dioksida berasal dari pembakaran sempurna hidrokarbon di dalamnya termasuk minyak bumi dan gas alam. Sebenarnya gas karbon dioksida tidak berbahaya bagi manusia. Namun, kenaikan kadar CO2 di udara telah mengakibatkan peningkatan suhu di permukaan bumi. Fenomena inilah yang disebut efek rumah kaca (green house effect). Efek rumah kaca adalah suatu peristiwa di alam dimana sinar matahari dapat menembus atap kaca, tetapi sinar infra merah yang dipantulkan tidak bisa menembusnya. Sinar matahari yang tidak bisa keluar itu tetap terperangkap di dalam rumah kaca dan mengakibatkan suhu di dalam rumah kaca meningkat. Seperti itu pula karbon dioksida di udaraa, ia dapat dilewati sinar ultraungu dan sinar tampak, tetapi menahan sinar inframerah yang dipantulkan dari bumi. Akibatnya suhu dipermukaan bumi naik jika kadar CO2 di udara naik. Kenaikan suhu global dapat mencairkan sungkup es di kutub. Akibat selanjutnya adalah kenaikan permukaan laut sehingga dapat membanjiri kota-kota pantai di seluruh dunia.
a.Sumber: semua sumber pembakaran;
b.Membahayakan kesehatan pada > 5000 ppm lebih dari 2 – 8 jam,
c.Level di atmosfer meningkat dari 280 ppm (sebelum jaman industri) hingga > 350 ppm (1990an),
d.Terjadi percepatan laju.
e.Meskipun diinginkan CO2 merupakan gas rumah kaca. Bersama gas rumah kaca lain seperti metana, CO2 menyerap radiasi inframerah yang dipantulkan bumi, sehingga meningkatkan energi yang terdeposit di bumi oleh matahari dan meningkatkan temperatur atmosfer.
f.Oleh karena itu, emisi CO2 menjadi issue global, terutama setelah Kyoto Protocol 1997.

Gambar 2. World CO2 emissions by region (in 106 t)

2.CO
Gas karbon monoksida berasal dari pembakaran tak sempurna bahan bakar dalam kendaraan bermotor. Gas buang hasil pembakaran bensin dari kendaraan bermotor mengandung 10.000 sampai 40.000 ppm CO. Gas ini tidak berwarna dan tidak berbau, oleh karena itu, kehadirannya tidak segera diketahui. Gas itu bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernafasan, dan paru-paru. Bila masuk ke dalam darah melalui pernafasan, CO bereaksi dengan hemoglobin dalam darah membentuk COHb (karboksihemoglobin) dengan reaksi sebagai berikut :
CO + Hb  COHb
Seperti kita ketahui, hemoglobin ini seharusnya bereaksi dengan oksigen menjadi O2Hb (oksihemoglobin) dan membawa oksigen yang diperlukan ke sel-sel jaringan tubuh dengan reaksi sebagai berikut : O2 + Hb  O2Hb.
Ikatan CO dengan Hb lebih kuat dibanding O2 dengan Hb sehingga menghalangi fungsi vital Hb untuk membawa oksigen bagi tubuh, yang berakibat tubuh kekurangan oksigen sehingga menimbulkan rasa sakit kepala dan gangguan pernafasan bahkan kematian.
a.Sumber: kendaraan bermotor, proses industri,
b.Membahayakan kesehatan: 9 ppm (10 mg/m3) lebih dari 8 jam, 35 ppm (40 mg/m3) lebih dari 1 jam, tidak lebih dari sekali setahun (untuk keduanya)
3.NOx
Dalam beberapa dasawarsa terakhir, jumlah kendaraan bermotor yang meningkat telah menimbulkan sejenis pencemaran udara yang tidak pernah dialami oleh peradaban sebelumnya. Pencemaran ini ditimbulkan oleh oksida nitrogen. Sumber utama oksida nitrogen adalah pembakaran bahan bakar dalam industri dan kendaraan bermotor. Nitrogen dan oksigen tidak bereaksi pada suhu rendah, tetapi pada suhu tinggi, kedua gas itu dimungkinkan bereaksi sebagai berikut :
N2 (g) + O2 (g)  2 NO (g)
Sekitar 10% dari gas NO yang dihasilkan, teroksidasi lebih lanjut membentuk NO2. Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar udara biasa ditandai dengan lambang NOx. NOx di udara tidak beracun secara langsung pada manusia, tetapi NOx ini bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asbut (asap-kabut) atau smog dalam bahasa Inggris. Asbut ini mengakibatkan mata perih, nafas sesak dan tanaman layu. Asbut adalah campuran rumit yang terdiri dari berbagai gas dan partikel-partikel zat cair dan zat padat. Asbut dihasilkan dari serentetan reaksi fotokimia (yaitu reaksi kimia di bawah pengaruh energi sinar matahari).
NO2 (g) + sinar matahari NO (g) dan O (g).
Motor bakar, juga menghasilkan hidrokarbon yang tidak terbakar akibat reaksi pembakaran di dalam motor kurang sempurna. Hidrokarbon ini dapat bereaksi dengan atom oksigen yang dihasilkan dari dekomposisi fotokimia NO2. Reaksi ini menghasilkan radikal hidrokarbon bebas yang sangat reaktif. Radikal ini bereaksi dengan NO dan menghasilkan NO2 lagi, dan serentetan reaksi berulang lagi dan menghasilkan ozon. Radikal bebas itu juga bereaksi dengan O2 dan N2 dan menghasilkan senyawa yang disebut peroksiasilnitrat (PAN). PAN juga memberi efek asbut dan menimbulkan rasa perih di mata.
a.Sumber: kendaraan bermotor; pembangkit panas dan listrik; asam nitrat; peledak; pabrik pupuk,
b.Membahayakan kesehatan untuk NO2: 0,053 ppm (100 µg/m3) lebih setahun; bereaksi dengan HC dan sinar matahari membentuk oksidan fotokimia.

4.SOx
Senyawa-senyawa belerang yang bertindak sebagai zat pencemar yang berbahaya adalah gas-gasa SO2 dan SO3. Gas SO2 di atmosfer sebagian besar berasal dari hasil pembakaran minyak bumi dan batubara yang mengandung belerang, di samping ada juga yang berasal dari hasil oksidasi bijih-bijih sulfida di industri.
Udara yang mengadung SO2 dalam kadar cukup tinggi dapat menyebabkan radang paru-paru dan tenggorokan pada manusia serta khlorosis (kepucatan) pada daun-daun. Oksidasi SO2 akan menyebabkan terbentuknya SO3. SO3 bila bereaksi dengan uap air akan menyebabkan hujan asam (acid rain). pH air hujan yang mengandung oksida belerang akan turun menjadi 3 – 4. Akibatnya timbul korosi logam-logam, kerusakan bangunan yang terbuat dari batu pualam dan memudarnya cat-cat pada lukisan. SO2 apabila terisap oleh pernafasan, akan bereaksi dengan air dalam saluran pernafasan dan membentuk asam sulfit yang akan merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Apabila SO3 yang terisap, maka yang terbentuk adalah asam sulfat, dan asam ini lebih berbahaya.
a.Sumber: Fasilitas pembangkit listrik dan panas yang menggunakan minyak atau batu bara yang mengandung sulfur; pabrik asam sulfat,
b.Membahayakan kesehatan untuk SO2: 0,03 ppm (80 µg/m3) lebih setahun, 0,14 ppm (365 µg/m3) selbih 24 jam tidak lebih dari sekali setahun, 0,5 ppm (1300 µg/m3) lebih dari 3 jam.
Sumber pencemaran Sox, misalnya pembakaran arang, minyak bakar gas, kayu dan sebagainya Sumber SOx yang kedua adalah dari proses-proses industri seperti pemurnian petroleum, industri asam sulfat, industri peleburan baja dan sebagainya. Pabrik peleburan baja merupakan industri terbesar yang menghasilkan Sox. Hal ini disebabkan adanya elemen penting alami dalam bentuk garam sulfida misalnya tembaga ( CUFeS2 dan CU2S ), zink (ZnS), Merkuri (HgS) dan Timbal (PbS). Kerbanyakan senyawa logam sulfida dipekatkan dan dipanggang di udara untuk mengubah sulfida menjadi oksida yang mudah tereduksi. Selain itu sulfur merupakan kontaminan yang tidak dikehandaki didalam logam dan biasanya lebih mudah untuk menghasilkan sulfur dari logam kasar dari pada menghasilkannya dari produk logam akhirnya. Oleh karena itu SO2 secara rutin diproduksi sebagai produk samping dalam industri logam dan sebagian akan terdapat di udara.

Gambar 3. Gas buang industri yang mengandung SOX

5.VOC termasuk etana, etilena, asetilena, propana, butana, pentana, aldehida, keton, pelarut
a.Sumber: kendaraan bermotor; penguapan pelarut; industri proses; pembuangan limbah padat; pembakaran bahan bakar; kilang minyak; SPBU; pembersih pakaian; pencetakan; cait,
b.Breaksi dengan NOx dan sinar matahari membentuk oksidan fotokimia. Formaldehida dan benzena berbahaya bagi eksehatan.
6.Pencemaran Timbal di udara
Timbal (Pb) merupakan pencemar udara yang berasal dari gas buangan kendaraan bermotor. Untuk menghasilkan pembakaran yang baik dan meningkatkan efisiensi motor bakar, bensin diberi zat tambahan, yaitu Pb(C2H5)4 atau tetra etil timbal (TEL). Setelah mengalami pembakaran di dalam motor, timbal dilepas ke udara dalam bentuk oksida timbal. Timbal merupakan racun keras yang bila menumpuk di dalam tubuh akan menimbulkan kerusakan permanen pada otak, darah dan organ tubuh lainnya.

Jenis Polutan
Deskripsi
Efek Kesehatan
Karbon Monoksida
Tidak berwarna
Tidak berbau
Gas beracun
Dihasilkan oleh proses pembakaran yang tidak sempurna dari bahan bakar fosil
Kebanyakan dihasilkan oleh kendaran bermotor
Pembentukan formasi karbon hemoglobin
Mengurangi kapasitas pengangkutan oksigen dalam darah
Mengganggu aktifitas penglihatan
Gangguan stres fisiologis
Nitrogen Dioxide (NOx)
Gas berwarna coklat
Sangat reaktif
Hasil reaksi dari NO dengan Oksigen
Kebanyakan dihasilkan oleh kendaran bermotor
Meningkatkan sensitifitas asthma bronkiale
Iritasi pada saluran pernapasan
Mempengaruhi kapasitas fungsi paru pada pajanan jangka panjang
Sulfur Dioxide (SO2)
Gas yang mudah larut dalam air
Terdapat dalam bahan bakar fosil dan kebanyakan logam.
Dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil dan logam
Kebanyakan dihasilkan oleh bahan bakar untuk pembangkit tenaga listrik
Iritasi saluran pernapasan
Menimbulkan kambuh (ekserbasi) penyakit saluran pernapasan
Meningkatkan prevalensi dari gejala penyakit saluran pernapasan
Partikulat
Padatan yang ditemukan di udara berupa debu, jelaga, asap, atau tetesan cairan (droplet).
Padatan dapat tersuspensi di udara dalam waktu yang cukup lama.
Partikel yang berukuran besar dapat berupa jelaga atau asap.
Partikel yang penting bagi kesehatan masyarakat adalah PM10 & PM2,5
Partikulat juga dapat terbentuk di udara dari perubahan kimia dan fisik gas.
Terbentuk bila gas dari pembakaran bahan bakar bereaksi dengan sinar matahari atau uap air di udara sehingga ukuran partikelnya bertambah besar
Infeksi saluran pernapasan atas
Ozon
Gas dengan 3 atom oksigen
Terdapat pada lapisan stratosfir
Tidak dilepaskan secara langsung ke udara.
Pada lapisan troposfer, ozon dihasilkan dari reaksi kimia antara NOx dan VOC (senyawa organik yang mudah menguap)
Gangguan fungsi paru dan meningkatkan kerentanan pada infeksi saluran pernapasan
Iritasi dan inflamasi/ peradangan selaput lendir mata

1.Emisi pembakaran diesel pada mobil

a.Carbon Monoksida (CO)
Karbon dan oksigen dapat bergabung membentuk senyawa karbon monoksida (CO) sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan karbon dioksida (CO2). Sebagai hasil pembakaran sempurna. karbon monoksida merupakan senyawa yang tidak berbau, tidak berasa dan pada suhu udara normal berbentuk gas yang tidak berwarna. Gas ini akan dihasilkan bila karbon yang terdapat dalam bahan bakar (kira-kira 85% dari berat dan sisanya hidrogen) terbakar tidak sempurna karena kekurangan oksigen. Hal ini terjadi bila campuran udara bahan bakar lebih gemuk dari pada campuran stoikiometris dan terjadi selama idling dapat beban rendah atau pada output maksimum. Karbon monoksida tidak dapat dihilangkan jika campuran udara bahan bakar gemuk, bila campuran kurus karbon monoksida tidak terbentuk.

b.Nitrogen Oksida (NOX)
Senyawa nitrogen oksida yang sering menjadi pokok pembahasan dalam masalah polusi udara adalah NO dan NO2. Kedua senyawa ini terbuang langsung ke udara bebas dari hasil pembakaran bahan bakar. Nitrogen monoksida ((NO) merupakan gas berwarna coklat kemerahan dan berbau tajam. Gas NO merupakan gas yang berbahaya karena mengganggu syaraf pusat.gas NO terjadi karena adanya reaksi antara N2 dan O2 (Naibaho, K., 2009 ). Persamaan reaksi N2 dan O2 sebagai berikut : N2 (g) + O2 (g)  2 NO (g)

2.Emisi pembakaran bensin pada kendaraan bermotor
Emisi gas buang pada motor konvensional merupakan sesuatu yang mendapatkan perhatian yang cukup serius dari berbagai kalangan di dunia. Hal ini disebabkan efek dari gas buang yang dapat merusak lingkungan hidup. Efek dari gas buang ini juga dapat menimbulkan efek rumah kaca yang tidak kita harapkan. Pada motor bakar konvensional emisi gas buang yang dihasilkan berupa HC, CO, CO2, O2, NOx dan partikulat lain. Berbagai penelitian dilakukan untuk menurunkan kandungan emisi gas buang motor bakar konvensional itu sendiri. Emisi gas buang dihasilkan dari proses tidak sempurnanya pembakaran di ruang bakar, dimana hanya sebagian bahan bakar bereaksi dengan oksigen terutama di dekat dinding silinder antara torak dan silinder, hal ini pada umumnya disebabkan karena lemahnya api dan rendahnya temperature pembakaran. Jika suhu pembakaran rendah dan perambatan nyala api lemah serta luasan dinding ruang bakarnya yang bersuhu rendah agak besar, kondisi ini akan dijumpai pada saat motor baru dihidupkan atau pada putaran langsam (idle), secara alamiah motor akan banyak menghasilkan emisi gas buang yang dapat menyebabkan dampak negatif bagi kesehatan. Beberapa parameter yang dapat ditimbulkan dari gas buang kendaraan bermotor adalah sebagai berikut :

a) Hidrokarbon (HC)
Adalah gas buang yang diakibatkan karena bahan bakar yang tidak terbakar. HC ini adalah bagian dari bensin yang dilepaskan baik dalam bentuk tidak berbakar atau terpecah dengan tidak sempurna. Ada beberapa faktor yang menyebabkan adanya HC; sebagi contoh: pembkaran yang tidak sempurna oleh oksigen yang tidak mencukupi, nyala yang tertekan di dekat dinding mesin interior, turunnya suhu yang disebabkan oleh rendahnya kandungan bensin, dan lain-lain. Dengan kata lain, kita dapat mengatakan bahwa hc adalah komponen bensin yang tersisa dan tidak terbakar atau bentuknya berubah tanpa terbkar dengan sempurna.
• Molekul ringan, tidak terlihat sehingga melayang di udara
• Berbahaya bagi kesehatan, mengikat hemoglobin darah kita
• Semakin kecil HC semakin bagus

b) Karbon dioksida (CO2)
CO2 adalah produk akhir proses oksidasi bensin. Senyawa ini dihasilkan dari penggabungan C dalam bensin dengan O2 dalam udara. CO2 itu sendiri bukan komponen yang berbahaya. Namun, jika konsentrasi CO2 tinggi di bumi, maka akan mencegah panas permukaan keluar ke angkasa luar, yang akhirnya akan meningkatkan suhu bumi. Gas-gas, seperti CO2, yang memiliki efek meningkatkan suhu di bumi, disebut “gas rumah kaca”.
• Mengindikasikan derajat thernis pembakaran
• Diukur dalam prosentase, semakin tinggi semakin bagus (tertinggi 16%)
• Bersifat ringan, tidak terlihat dan tidak berbahaya tetapi dapat menjadi gas rumah kaca
• Tumbuhan, Biota laut dan lahan gambut memerlukan gas ini
• Batas minimum 11%

c) Karbon monoksida (CO)
“Membakar sesuatu” adalah reaksi oksidasi. Ketika terdapat kekurangan oksigen sebagai zat oksidator, senyawa yang terbakar tidak teroksidasi dengan sempurna, yakni tidak menjadi CO2, tapi hanya menjadi CO.
• Adalah gas yang timbul sebagai reaksi dari pembakaran yang tidak sempurna
• Bersifat ringan, tidak terlihat sehingga melayang di udara
• Berbahaya bagi kesehatan, ISPA, Kanker, penurunan kecerdasan
• Diukur dalam prosentase, 0,5 – 3% adalah hasil yang ideal

d) NOx
Dua komponen di atas (HC dan CO) adalah produk yang dihasilkan karena mereka tidak terbakar dengan sempurna, sehingga mereka tidak menjadi CO2 selama proses pembakaran bensin (reaksi oksidasi). Di sisi lain, mekanisme pembentukan Nox adalah sangat jauh berbeda dari dua komponen ini. N dan O dalam NOx berasal dari udara. N2 dan O2 masing-masing bersifat inert di udara , namun, mereka bereaksi antara satu dengan lainnya dan menghasilkan NOx pada kondisi suhu tinggi ketika pembakaran bensin. Karena itu, semakin tinggi suhunya, semakin banyak NOx dihasilkan.
• Adalah gas buang yang ditimbulkan oleh nitrogen yang teroksidasi karena tekanan dan panas kompresi
• Berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan karena gas ini adalah racun.

3.Emisi pembakaran batubara
1.Abu
Abu batubara adalah bagian dari sisa pembakaran batubara pada boiler pembangkit listrik tenaga uap yang berbentuk partikel halus amorf dan bersifat Pozzolan, berarti abu tersebut dapat bereaksi dengan kapur pada suhu kamar dengan media air membentuk senyawa yang bersifat mengikat. Dengan adanya sifat pozzolan tersebut abu terbang mempunyai prospek untuk digunakan berbagai keperluan bangunan.
Abu merupakan bahan anorganik sisa pembakaran batubara dan terbentuk dari perubahan bahan mineral (miniral matter) karena proses pembakaran. Pada pembakaran batubara dalam pembangkit tenaga listrik terbentuk dua jenis abu yakni abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Partikel abu yang terbawa gas buang disebut abu terbang, sedangkan abu yang tertinggal dan dikeluarkan dari bawah tungku disebut abu dasar. Sebagian abu dasar berupa lelehan abu disebut terak (slag).
Komposisi antara abu terbang dan abu dasar tergantung sistem pembakarannya. Dalam tungku pulverized coal sistem basah antara 45-55 %, dan tungku underfeed stoker 30-80 % dari total abu batubara. Abu terbang ditangkap dengan Electric Precipitator sebelum dibuang ke udara melalui cerobong.
PLTU berbahan bakar batubara biasanya menghasilkan limbah padat dalam bentuk abu. Jumlah abu batubara yang dihasilkan per hari dapat mencapai 500 – 1000 ton. Sebagian besar abu terbang dan abu dasar dikumpulkan dalam pembuangan abu (ash disposal). Jumlah abu tersebut demikian banyaknya sehingga menjadi masalah dalam pembuangannya. Dengan bertambahnya jumlah abu batubara maka ada usaha-usaha untuk memanfaatkan limbah padat tersebut. Hingga saat ini abu batubara tersebut banyak dimanfaatkan untuk keperluan industri semen dan beton, bahan pengisi untuk bahan tambang dan bahan galian serta berbagai pemanfaatan lainnya.

2.Oksida Belerang
Unsur belerang terdapat pada batubara dengan kadar bervariasi dari rendah (jauh di bawah 1%) sampai lebih dari 4%. Unsur ini terdapat dalam batubara dalam 3 bentuk yakni belerang organik, pirit dan sulfat. Dari ketiga bentuk belerang tersebut, belerang organik dan belerang pirit merupakan sumber utama emisi oksida belerang. Dalam pembakaran batubara, semua belerang organik dan sebagian belerang pirit menjadi SO2. Oksida belerang ini selanjutnya dapat teroksidasi menjadi SO3. Sedangkan belerang sulfat disamping stabil dan sulit menjadi oksida belerang, kadar relatifnya sangat rendah dibanding belerang bentuk lainnya.
Oksida-oksida belerang yang terbawa gas buang dapat bereaksi dengan lelehan abu yang menempel dinding tungku maupun pipa boiler sehingga menyebabkan korosi. Sebagian SO2 yang diemisikan ke udara dapat teroksidasi menjadi SO3 yang apabila bereaksi dengan uap air menjadi kabut asam sehingga menimbulkan turunnya hujan asam.
Energi batubara merupakan jenis energi yang sarat dengan masalah lingkungan, terutama kandungan sulfur sebagai polutan utama. Sulfur batubara juga dapat menyebabkan kenaikan suhu global serta gangguan pernafasan. Oksida belerang merupakan hasil pembakaran batubara juga menyebabkan perubahan aroma masakan atau minuman yang dimasak atau dibakar dengan batubara (briket), sehingga menyebabkan menurunnya kualitas makanan atau minuman, serta berbahaya bagi kesehatan (pernafasan). Cara yang tepat untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan mewujudkan gagasan clean coal combustion melalui desulfurisasi batubara.

3.Oksida Nitrogen
Nitrogen umumnya terikat dengan material organik dalam batubara dan kadarnya kurang dari 2%. Pada pembakaran, nitrogen akan dirubah menjadi oksida nitrogen dan disebut NOx. Selain nitrogen dari batubara, NOx juga dapat terbentuk dari nitrogen dalam udara pembakaran.
Zat nitrogen oksida ini dapat menyebabkan kerusakan paru-paru. Setelah bereaksi di atmosfer, zat ini membentuk partikel-partikel nitrat amat halus yang menembus bagian terdalam paru-paru. Partikel-partikel nitrat ini pula, jika bergabung dengan air baik air di paru-paru atau uap air di awan akan membentuk asam. Akhirnya zat-zat oksida ini bereaksi dengan asap bensin yang tidak terbakar dan zat-zat hidrokarbon lain di sinar matahari dan membentuk ozon rendah atau “smog” kabut berwarna coklat kemerahan yang menyelimuti sebagian besar kota di dunia.

4.Karbon Monoksida
Gas karbon monoksida (CO) terbentuk pada pembakaran tidak sempurna. gas ini dihasilkan dari proses oksidasi bahan bakar yang tidak sempurna. Gas ini bersifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak menyebabkan iritasi. Reaksi yang tidak sempurna antara karbon dan oksigen adalah sebagai berikut:
C + ½ O2 → CO
Selain menghasilkan energi lebih rendah, gas CO merupakan polutan yang dapat mencemari lingkungan terutama untuk para pekerja di lingkungan tertutup. Untuk pembakaran batubara dalam pembangkit listik yang modern, pembentukan CO biasanya kecil sehingga tidak perl dikhawatirkan karena jumlah oksigen (udara) yang dipasok biasanya sudah dihitung dan dipasok berlebih.

5.Asap dan Gas Hidrokarbon
Asap dan gas hidrokarbon terbentuk pada pembakaran yang sangat tidak sempurna. Asap terutama terdiri dari partikel-partikel karbon yang tidak terbakar. Sedangkan gas-gas hidrokarbon adalah senyawa-senyawa karbon dan hidrogen hasil pemecahan bahan organik batubara yang belum mengalami oksida oksigen lebih lanjut. Seperti karbon monoksida, pembentukan asap dan gas-gas hidrokarbon menyebabkan rendahnya efisiensi pembakaran bahkan jauh lebih rendah dari yang diakibatkan oleh pembentukan karbon monoksida.

6.Karbon Dioksida
Dalam pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara, tujuan utamanya adalah semaksimal mungkin mengkonversikan unsur utama dalam batubara yakni C (karbon) menjadi CO2 sehingga dihasilkan energi yang tinggi. Dikarenakan batubara mengandung kadar karbon paling tinggi dibanding bahan bakar fosil lainnya seperti minyak dan gas, maka pembakaran batubara dianggap merupakan sumber emisi CO2 terbesar.

III.Penanganan polutan

Terdapat 3 metode untuk mengendalikan pencemaran udara yang terdiri dari :
1.Input/preventive control (pengendalian di input)
Mencegah atau mengurangi terbentuknya polutan, contoh metode yang digunakan:
a.Mengurangi atau mencegah terbentuknya polutan yang masuk ke dalam atmosfir. Contohnya adalah dengan melakukan konservasi tanah.
b.Pemilihan bahan baku sehingga mengurangi polutan, contohnya adalah penggunaan gas alam.
c.Mengganti polutan sebelum masuk ke proses produksi, contohnya adalah mengganti sulfur yang berasal dari batu bara dengan minyak.

2.Througput control ( pengendalian proses)
Mengurang sebagian kecil polutan dalam proses produksi dengan cara mengubah proses produksi, contoh metode yang digunakan:
a.Menurunkan jumlah produksi dan pemakainnya.
b.Merubah atau mengganti proses sehingga mengurangi polutan.
c.Membuat proses yang lebih efisien sehingga energi dan polutan yang dikeluarkan berkurang.

3.Output Control (Pengendalian pada output)
Memidahkan polutan setelah produksi pada waktu polutan sebelum atau sesudah masuk ke dalam ekosfir, metode yang digunakan adalah:
a.Memidahkan atau mendilusi polutan pada emisi, contoh dengan menggunakan pipa pembuangan, cerobong asap, saluran pembuangan limbah.
b.Mengubah polutan menjadi bentuk yang lebih aman (mengubah methyl mercury menjadi bentuk mercury)
c.Memilih tempat dan waktu untuk mebuang polutan sehingga menimalkan kerusakan, contohnya: penggunaan cerobong asap yang tinggi, karena pada ketinggian tertentu polutan yang terdispersi akan lebih efektif).

A.Penanggulangan Sox

1. Pengendalian SOx
Sumber Bergerak
a)Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap berfungsi baik
b)Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala
c)Memasang filter pada knalpot
Sumber Tidak Bergerak
a)Memasang scruber pada cerobong asap.
b)Merawat mesin industri agar tetap baik dan lakukan pengujian secara berkala.
c)Menggunakan bahan bakar minyak atau batu bara dengan kadar Sulfur rendah.
Bahan Baku
Pengelolaan bahan baku SO2 sesuai dengan prosedur pengamanan.
Manusia
Apabila kadar SO2 dalam udara ambien telah melebihi Baku Mutu (365mg/Nm3 udara dengan rata-rata waktu pengukuran 24 jam) maka untuk mencegah dampak kesehatan, dilakukan upaya-upaya :
a)Menggunakan alat pelindung diri (APD), seperti masker gas.
b)Mengurangi aktifitas diluar rumah.
2.Penanggulangan
Memperbaiki alat yang rusak
Penggantian saringan/filter

B.Pengendalian NOx

1.Pencegahan
Sumber Bergerak
a)Merawat mesin kendaraan bermotor agar tetap baik.
b)Melakukan pengujian emisi dan KIR kendaraan secara berkala.
c)Memasang filter pada knalpot.

Sumber Tidak Bergerak
a)Mengganti peralatan yang rusak.
b)Memasang scruber pada cerobong asap.
c)Memodifikasi pada proses pembakaran.
Manusia
Apabila kadar NO2 dalam udara ambien telah melebihi baku mutu ( 150 mg/Nm3 dengan waktu pengukur 24 jam) maka untuk mencegah dampak kesehatan dilakukan upaya-upaya :
a) Menggunakan alat pelindung diri, seperti masker gas.
b) Mengurangi aktifitas di luar rumah.

2. Exhause Gas Recirculation (EGR)
Merupakan suatu teknik untuk mengatur konsentrasi NO dalam gas buang kendaraan bermotor dengan cara menurunkan konsentrasi NO atau dengan nenurunkan temperatur siklus puncaknya.


http://nayhndy.wordpress.com/2011/01/18/emisi-hasil-pembakaran/

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar