Pemodelan Matematis Adsorpsi CO2 dengan Strong Base Anion Exchange Resin sebagai Adsorben untuk Purifikasi Biogas - Anies Mutiari; Wiratni Wiratni; Aswati Mindaryani (Center for Material and Technical Product, 2015)
Biogas purification processes are widely conducted to remove CO2 content and enhance CH4 content. High content of CH4 will increase the performance of biogas significantly. Mathematical modelling in adsorption processes were derived from the two fim theory. The gas phase, liquid phase and solid phase were reviwed. Mathematical modelling was derived from the rate processes and equilibrium experiment in chemical adsorption of CO2 by ion exchange mechanism in a packed column. Mathematical modelling was purposed to get the coefficients value which was needed to scale up the processes or to design the process equipment. The rate processes coefficients value sought from the simulation was volumetric mass transfer coefficient of CO2 in the liquid phase (kLa), volumetric mass transfer coefficient of CO2 in the gas phase (kGa) and the reaction rate coefficients(k1 and k2). The Sum of Squares Error (SSE) value of rate proceses parameters kGa, kLa, k1 and k2 were 0.0431 in average. The model predictions value of kGa and kLa were compared to the theoretical value and the error were 18.79% and 7.29%, respectively.Pemurnian biogas telah banyak dilakukan untuk menghilangkan kadar CO2 dan meningkatkan kandungan CH4 yang terkandung di dalamnya. Kandungan CH4 yang tinggi akan memberikan unjuk kerja yang lebih baik. Model matematis proses adsorpsi CO2 disusun berdasarkan teori lapisan film antar fasa, dimana pada proses yang ditinjau terdapat tiga fase yaitu gas, cair dan padat. Model matematis dari data eksperimental kecepatan dan kesetimbangan proses adsorpsi CO2 melalui mekanisme pertukaran ion di suatu kolom adsorpsi telah dibuat. Model ini dibuat untuk mencari konstanta yang dapat dipergunakan pada proses scale up data laboratorium ke skala pilot plant. Parameter proses kecepatan yang dicari nilainya adalah koefisien transfer massa massa volumetris CO2 pada fase cair (kLa), koefisien transfer massa volumetris CO2 pada fasegas (kGa) dan tetapan laju reaksi (k1 dan k2). Pada hasil penelitian ini ditunjukkan bahwa nilai parameter yang diperoleh sesuai hasil fitting data dengan model matematis yang digunakan, yaitu model transfer massa pada lapisan film antar fase secara seri: adalah kGa, kla, k1 dan k2 dengan nilai Sum of Squares Error (SSE) rata-rata 0,0431. Perbandingan nilai kGa hasil simulasi dan teoritisnya memberikan kesalahan rata-rata 18,79%. Perbandingan nilai kLa hasil simulasi dan teoritis memberikan kesalahan rata-rata 7,92%.