Syngas

Syngas is the abbreviation for Synthesis gas. This is a gas mixture that comprises of carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen. The syngas is produced due to the gasification of a carbon containing fuel to a gaseous product that has some heating value. Some of the examples of syngas are as follows – gasification of coal, waste to energy gasification, steam reforming of natural gas to generate hydrogen.
The name syngas is derived from the use as an intermediate in generating synthetic natural gas and to create ammonia or methanol. Syngas is also an intermediate in creating synthetic petroleum to use as a lubricant or fuel.
Syngas has 50% the energy density of natural gas. It can be burnt and is used as a fuel source. The other use is as an intermediate to produce other chemicals. The use of syngas as a fuel is accomplished by the gasification of coal or municipal waste. In these reactions, carbon combines with water or oxygen to give rise to carbon dioxide. This carbon dioxide combines with carbon to produce carbon monoxide.
Syngas is used as an intermediate in the industrial synthesis of hydrogen and ammonia. During this process, methane (from natural gas) combines with water to generate carbon monoxide and hydrogen. As a residue of energy gasification, syngas is produced and this is used as a fuel to create electricity.
If syngas consists of a considerable quantity of nitrogen, this nitrogen must be separated. Both carbon monoxide and nitrogen have similar boiling points and thus, recovering pure carbon monoxide by cryogenic processing is very difficult.
The gasification process is used to convert any material that has carbon to a syngas that is made up of carbon monoxide and hydrogen. One of the uses of this syngas is as a fuel to manufacture steam or electricity. Another use is as a basic chemical building block for many users in the petrochemical and refining industries. Gasification is a very vital process. It raises the value of low value feedstocks by transforming them to marketable products and fuels.
The general raw materials used for gasification are coal, petroleum based materials or other materials that would be rejected as waste. From these materials, a feedstock is prepared. This is inserted to the gasifier in dry or slurry form. In the gasifier, this feedstock reacts in an oxygen starved environment with steam and oxygen at elevated pressure and temperature. In this way, syngas is manufactured. This syngas comprises of 85% of carbon monoxide and hydrogen and small amounts of methane and carbon dioxide.
The syngas so produced may contain some trace elements of impurities. These are removed from the syngas. Further, they are recovered or redirected to the gasifier. For example, sulfur is recovered in the elemental form or as sulfuric acid and both of these can be marketed.
If the syngas is to be put to use to generate electricity, then it is generally used as a fuel in an IGCC (integrated gasification combine cycle) power generation configuration. There are commercially available technologies to process syngas to generate industrial gases, fertilizers, chemicals, fuels and other products.

http://biofuel.org.uk/what-is-syngas.html

pembuatan metanol dari gas CO2

Dalam laporan tertulis yang dimuat di International Chemistry Journal Angewandte Chemie, para ilmuwan Singapore Institute of Bioengineering and Nanotechnology (IBN) telah sukses memanfaatkan gas karbondioksida (CO2) untuk diubah menjadi methanol ( CH3OH ) dengan meggunakan organokatalis. “Hasil kerja kami telah berkontribusi dalam penggunaan CO2 yang terdapat di alam untuk diubah menjadi produk yang lebih menjanjikan yaitu methanol” kata Siti Nurhanna Riduan, salah satu staf senior IBN.
Hal yang sangat menarik dari penelitian yang dilakukan oleh peneliti IBN adalah reaksi perubahan karbondioksida menjadi methanol tidak dilakukan dalam kondisi yang ekstrim, seperti misalnya suhu dan tekanan tinggi serta kondisi lingkungan reaksi yang terkontrol akan tetapi reaksi tersebut dapat dijalankan pada suhu kamar dan tekanan biasa, dan yang lebih menarik lagi katalis yang terlibat dalam reaksi perubahan CO2 menjadi CH3OH relatif murah, stabil, mudah disimpan, dan tidak mengandung logam berat sehingga ramah terhadap lingkungan.
Diharapkan dengan menggunakan teknik yang dilakukan para peneliti IBN nantinya kita akan dapat memanfaatkan karbondioksida yang sangat berlimpah keberadaannya menjadi aternatif sumber energi industri yang murah.
Katalis yang dipergunakan oleh para peneliti IBN disini adalah dari golongan N-heterocyclic carbenes (NHCs).
Yegn Zhang, Ph.D, pemimpin team peneliti IBN menerangkan bahwa karbondiaksida akan bereaksi dengan NHCs membentuk NHCs-CO2 yang teraktifasi, CO2 yang teraktifasi ini akan tereduksi oleh Hidrosilan yang berfungsi sebagai penyedia hydrogen. Kemudian hasil reaksinya dihidrolisis menggunakan air sehingga dihasilkan methanol.
Penelitian kami sebelumnya menunjukan bahwa NHCs dapat dipergunakan lebih banyak lagi misalnya sebagai antioksidan untuk melawan proses degeneratif, dan sekarang kami sukses telah menggunakan NHCs untuk mengubah CO2 menjadi metanol yang membantu untuk mengurangi efek CO2 pada lingungan.
Di IBN kami banyak melakukan inovasi guna menemukan proses reaksi yang menggunakan energi yang bersih dengan bantuan “green chemistry” dan nanoteknologi, untuk menghadapi polusi lingkungan, pemanasan global, dan meningkatkan penggunaaan energi yang tidak berbasis bahan bakar fosil, kami berharap dapat menyediakan energi alternatif untuk industri kata direktur eksekutif IBN Jackie Y. Ying, Ph.D
Referensi:
Diterjemahkan dan diceritakan ulang dari ScienceDaily.com

Cara Pengolahan Air Sumur Untuk Kebutuhan Air Minum

Cara Pengolahan Air Sumur Untuk Kebutuhan Air Minum

 

            Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Karena itu jika kebutuhan akan air tersebut belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan kesehatan maupun sosial. Pengadaan air bersih di Indonesia khususnya untuk skala yang besar masih terpusat di daerah perkotaan, dan dikelola oleh Perusahan Air Minum (PAM) kota yang bersangkutan. Namun demikian secara nasional jumlahnya masih belum mencukupi dan dapat dikatakan relatif kecil yakni 16,08 % (1995). Untuk daerah yang belum mendapatkan pelayanan air bersih dari PAM umumnya mereka menggunakan air tanah (sumur), air sungai, air hujan, air sumber (mata air) dan lainnya.

            Dari data ststistik 1995, prosentasi banyaknya rumah tangga dan sumber air minum yang digunakan di berbagai daerah di Indonesia sangat bervariasi tergantung dari kondisi geografisnya. Secara nasional yakni sebagai berikut : Yang menggunakan air leding (PAM) 16,08 %, air tanah dengan memakai pompa 11,61 %, air sumur (perigi) 49,92 %, mata air (air sumber) 13,92 %, air sungai 4,91 %, air hujan 2,62 % dan lainnya 0,80 %.

            Permasalahan yang timbul yakni sering dijumpai bahwa kulaitas air tanah maupun air sungai yang digunakan masyarakat kurang memenuhi syarat sebagai air minum yang sehat bahkan di beberapa tempat bahkan tidak layak untuk diminum. Air yang layak diminum, mempunyai standar persyaratan tertentu yakni persyaratan fisis, kimiawi dan bakteriologis, dan syarat tersebut merupakan satu kesatuan. Jadi jika ada satu saja parameter yang tidak memenuhi syarat maka air tesebut tidak layak untuk diminum. Pemakaian air minum yang tidak memenuhi standar kualitas tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan, baik secara langsung dan cepat maupun tidak langsung dan secara perlahan.

            Air tanah sering mengandung zat besi (Fe) dan Mangan (Mn) cukup besar. Adanya kandungan Fe dan Mn dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang kurang enak serta menyebabkan warna kuning pada diding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian. Oleh karena itu menurut PP No.20 Tahun 1990 tersebut, kadar (Fe) dalam air minum maksimum yang dibolehkan adalah 0,3 mg/lt, dan kadar Mangan (Mn) dalam air minum yang dibolehkan adalah 0,1 mg/lt.

            Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu alternatif yakni dengan cara mengolah air tanah atau air sumur sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut di atas, Kelompok Pengkajian Sistem Pengelolaan Air, Kedeputian Bidang Analisis Sistem, BPP Teknologi, telah mengembangkan teknologi untuk mengolah air sumur menjadi air yang dapat langsung diminum tanpa dimasak terlebih dahulu. Unit alat tersebut terdiri dari antara lain : pompa air baku, filter bertekanan, filter mangan zeolit, filter karbon aktif, cartridge filter dan sterilisator ultra violet. Unit alat tersebut dapat dirancang sesuai dengan kapasitas yang diinginkan.

Bahan atau media yang digunakan yakni :

	Pasir silika, digunakan untuk media saringan atau filter pasir.
	erikil, digunakan sebagai lapisan penahan pada filter pasir, filter mangan zeolit maupun filter karbon aktif.
	Mangan zeolit, digunakan untuk media filter manggan zeolit yang berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau zat mangan.
	Karbon aktif butiran (granular), digunakan untuk media filter karbon aktif yang berfungsi untuk menyerap polutan mikro yang ada di dalam air atau untuk menyerap zat warna dan bau.
	Kaporit, digunakan untuk mengoksidasi zat besi atau zat mangan menjadi bentuk oksida yang tak larut dalam air, sehingga dapat dipisahkan dengan cara penyaringan

IV. CARA PEMBUATAN

            Secara umum kualitas air sumur atau air tanah mempunyai karakteristik tertentu yang berbeda dengan kualitas air permukaan/sungai. Air tanah pada umumnya jernih,namun sering mengandung mineral-mineral atau garam-garam yang cukup tinggi, sebagai akibat dari pengaruh batuan dibawah tanah yang dilalui oleh air tanah. Pada air tanah dangkal, kualitas dan kuantitasnya dipengaruhi oleh kondisi lingkungan di permukaanya, dalam hal kuantitas sangat dipengaruhi oleh curah hujan setempat, sementara kualitasnya dipengaruhi oleh kondisi sanitasi disekitarnya.

            Untuk mengolah air sumur menjadi air yang siap minum, proses pengolahannya adalah seperti ditunjukkan pada gambar 1. Air dari sumur dipompa dengan menggunakan pompa jet, sambil diinjeksi dengan larutan klorine atau kaporit dialirkan ke tangki reaktor. Dari tangki reaktor air dialirkan ke saringan pasir cepat untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tangki reaktor. Setelah disaring dengan saringan pasir, air dialirkan ke filter mangan zeolit. Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau kaporit.

            Dari filter mangan zeolit air selanjutnya dialirkan ke filter karbon aktif untuk menghilangk polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa phenol, logam berat dan lain-lain. Setelah melalui filter karbon aktif air dialirkan ke filter cartrige ukuran 0,5 mikron untuk menghilangkan sisa partikel padatan yang ada di dalam air, sehingga air menjadi benar-benar jernih.

            Selanjutnya air dialirkan ke sterilisator ultra violet agar seluruh bakteri atau mikroorganisme yang ada di dalam air dapat dibunuh secara sempurna. Air yang kelura dari sterilsator ultra violet merupakan air hasil olahan yang dapat langsung diminum.

4.1. Pembubuhan Kaporit/Khlorine

            Fungsi pembubuhan kaporit adalah untuk mengoksidasi zat besi atau mangan yang ada di dalam air, serta untuk membunuh kuman atau bakteri coli. Reaksi oksidasi besi atau mangan oleh khlorine atau kaporit adalah sebagai berikut :

2 Fe²⁺ + Cl₂ + 6 H₂O ==> 2 Fe(OH)₃ + 2 Cl- + 6 H⁺
Mn²⁺ + Cl₂ + 2 H₂O ==> MnO₂ + 2 Cl- + 4 H⁺

            Khlorine, Cl₂ dan ion hipokhlorit, (OCl)- adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi Ph rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Berdasarkan reaksi tersebut di atas, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,64 mg/l khlorine dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 1,29 mg/l khlorine. Tetapi pada prakteknya, pemakaian khlorine ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya.

4.2. Saringan Pasir Dan Saringan Mangan Zeolit

            Dari tangki reaktor air dialirkan ke saringan pasir cepat untuk menyaring oksida besi atau oksida mangan yang terbentuk di dalam tangki reaktor. Setelah disaring dengan saringan pasir, air dialirkan ke filter mangan zeolit. Filter mangan zeolit berfungsi untuk menghilangkan zat besi atau mangan yang belum sempat teroksidasi oleh khlorine atau kaporit. Mangan Zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida dan mangandioksida yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut :

K₂Z.MnO.Mn₂O₇ + 4 Fe(HCO₃)₂ ==> K₂Z + 3 MnO₂ + 2 Fe₂O₃ + 8 CO₂ + 4 H₂O
K₂Z.MnO.Mn₂O₇ + 2 Mn(HCO₃)₂ ==> K₂Z + 5 MnO₂ + 4 CO₂ + 2 H₂O

            Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan mangan zeoite tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe²⁺ dan Mn²⁺ dengan oksida mangan tinggi (higher mangan oxide). Filtrat yang terjadi mengandung ferri-oksida dan mangan-dioksida yang tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung kemampunan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan Kaliumpermanganat ke dalam mangan zeolite yang telah jenuh tersebut sehingga akan terbentuk lagi mangan zeolite (K₂Z.MnO.Mn₂O₇).

  4.3. Saringan Karbon Aktif

            Dari filter mangan zeolit air selanjutnya dialirkan ke filter karbon aktif. Filter karbon aktif ini berfungsi untuk menghilangkan polutan mikro misalnya zat organik, deterjen, bau, senyawa phenol serta untuk menyerap logam berat dan lain-lain. Pada saringan arang aktif ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan dihilangkan oleh permukaan arang aktif. Apabila seluruh permukaan arang aktif sudah jenuh, atau sudah tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini arang aktif harus diganti dengan arang aktif yang baru.

4.4. Sterilisator Ultra Violet

            Selanjutnya air dialirkan ke sterilisator ultra violet agar seluruh bakteri atau mikroorganisme yang ada di dalam air dapat dibunuh secara sempurna. Air yang keluar dari sterilsator ultra violet merupakan air hasil olahan yang dapat langsung diminum.

sumber : bbpt.