INCINERATOR

Incinerator adalah sistem pembakaran termal yang digunakan untuk mengolah limbah melalui proses pembakaran pada temperatur tinggi di dalam ruang bakar yang dirancang dan dikontrol secara khusus. Sistem ini digunakan untuk mengurangi volume limbah serta mengolah material organik yang mudah terbakar.

Pada sistem incinerator, proses pembakaran umumnya menggunakan primary chamber dan secondary chamber untuk menghasilkan proses pembakaran yang lebih terkendali.

7

Primary Chamber

Primary Chamber merupakan ruang pembakaran pertama tempat limbah dimasukkan dan mengalami proses pemanasan serta pembakaran awal.

Proses yang terjadi dapat meliputi:

• Pengeringan moisture
• Pemanasan limbah
• Devolatilisasi
• Pirolisis
• Pembakaran material organik
• Pembentukan residu abu dan material inert

Temperatur primary chamber harus dikendalikan berdasarkan desain incinerator, karakteristik limbah, moisture content, dan kebutuhan proses.

Secondary Chamber

Gas hasil pembakaran dari primary chamber diteruskan menuju Secondary Chamber.

Ruang ini berfungsi memberikan kondisi yang diperlukan untuk pembakaran lanjutan terhadap gas yang masih mengandung komponen combustible.

Parameter penting pada secondary chamber meliputi:

• Temperatur
• Residence time
• Turbulence
• Combustion air
• Furnace pressure

Burner dapat digunakan sebagai auxiliary burner untuk membantu mempertahankan temperatur secondary chamber ketika energi dari limbah belum mencukupi.

Riello Burner pada Incinerator

Riello Burner dapat digunakan sebagai sumber panas pada sistem incinerator, terutama untuk:

• Start-up furnace
• Preheating chamber
• Menjaga temperatur operasi
• Auxiliary combustion
• Membantu kestabilan proses ketika beban limbah berubah

Pemilihan burner harus berdasarkan heat load, volume chamber, jenis limbah, moisture content, target temperatur, furnace pressure, dan karakteristik combustion chamber.

Combustion Air

Udara pembakaran dapat disuplai menggunakan FD Fan atau combustion air fan.

Jumlah udara perlu dikontrol agar proses pembakaran berlangsung stabil. Pengaturan udara yang tidak tepat dapat menyebabkan pembakaran tidak sempurna atau excess air yang terlalu tinggi.

Parameter yang dapat diperiksa selama commissioning antara lain:

• O₂
• CO
• CO₂
• Flue gas temperature
• Furnace pressure
• Airflow

Studi Kasus Incinerator

Misalnya sebuah incinerator menerima limbah dengan moisture cukup tinggi.

Pada saat start-up, limbah belum menghasilkan energi panas yang cukup sehingga burner digunakan untuk menaikkan temperatur furnace.

Setelah temperatur chamber mencapai kondisi operasi, panas dari proses pembakaran limbah dapat membantu mempertahankan temperatur.

Jika temperatur turun akibat perubahan komposisi atau moisture limbah, burner dapat kembali memberikan auxiliary heat input berdasarkan sistem kontrol temperatur.

Dengan demikian, burner bukan hanya berfungsi sebagai alat penyalaan, tetapi menjadi bagian dari combustion control system incinerator.

Sistem Incinerator

Secara umum, sistem dapat terdiri dari:

Waste Feeding System
Primary Chamber
Secondary Chamber
Riello Burner
FD Fan
Temperature Control
Flue Gas System
Chimney
Ash Removal System

Konfigurasi aktual dapat berbeda sesuai jenis dan kapasitas incinerator.

Kesimpulan

Incinerator merupakan sistem thermal treatment yang membutuhkan kontrol terhadap temperatur, udara pembakaran, residence time, dan kondisi furnace.

Penggunaan Riello Burner dapat membantu proses start-up dan menjaga temperatur pembakaran ketika energi dari limbah belum mencukupi.

Untuk mendapatkan hasil pembakaran yang optimal, desain incinerator harus mempertimbangkan karakteristik limbah, kapasitas, moisture, combustion chamber, burner capacity, FD Fan, refractory, dan flue gas system.

Riello Burner Incinerator

yaitu: metode penghancuran limbah organik dengan melalui pembakaran dalam suatu sistem yang terkontrol dan terisolir dari lingkungan sekitarnya. Incinerators produk kami dirancang dengan menggunakan 2 (dua) ruang Furnace pembakaran, yaitu Ruang Bakar 1 (Primary Chamber) dan Ruang Bakar 2 (Secondary Chamber). Primary Chamber bergunadan berfungsi sebagai tempat pembakaran limbah/samapah . Kondisi pembakaran dirancang dengan jumlah udara(oksigen) yang cukup  untuk reaksi pembakaran kurang dari semestinya, sehingga disamping pembakaran juga terjadi reaksi pirolisa. Pada reaksi pirolisa material organik terdegradasi menjadi karbon monoksida dan metana.

Temperatur suhu dalam primary chamber diatur pada rentang 600⁰C-800⁰C dan untuk mencapai temperatur tersebut, pemanasan dalam primary chamber dibantu oleh energi dari oil gas burner merk Riello made in italia dan energi pembakaran yang timbul dari limbah itu sendiri. Udara (oksigen) untuk pembakaran di supplai oleh blower ( FD Fan) dalam jumlah yang terkontrol.

Padatan sisa pembakaran di primary chamber dapat berupa padatan tak terbakar (logam, kaca) dan abu (mineral), maupun karbon berupa arang. Tetapi arang dapat diminimalkan dengan pemberian supplai udara oksigen secara terus menerus (continue) selama pembakaran berlangsung. Sedangkan padatan tak terbakar dapat diminimalkan dengan melakukan pemisahan pensortiran limbah terlebih dahulu.

Gas hasil pembakaran dan pirolisa perlu dibakar lebih lanjut agar tidak mencemari lingkungan. Pembakaran gas-gas tersebut dapat berlangsung dengan baik jika terjadi pencampuran yang tepat antara oksigen (udara) dengan gas hasil pirolisa, serta ditunjang oleh waktu tempuh tinggal (retention time) yang cukup. Udara oksigen  untuk pembakaran di secondary chamber disuplai oleh blower ( FD Fan) dalam jumlah yang terkontrolsecara automatik.

Selanjutnya gas pirolisa yang tercampur dengan udara dibakar secara sempurna oleh oil gas burner didalam secondary chamber dalam temperatur tinggi yaitu sekitar 800⁰C-1000⁰C. Sehingga gas-gas pirolisa (Metana, Etana dan Hidrokarbon lainnya) terurai menjadi gas CO2 dan H2O. Berikut ini merupakan gambar sketsa dari incinerator, yaitu:

Primary Chamber dan Secondary

 ditempatkan dalam satu struktur baja (disebut dengan istilah shell incinerator). Pada shell ini ditempatkan peralatan seperti burner, blower,panel control, feeding system (khusus untuk kapasitas incinerator diatas 100kg/jam), cerobong (chimney) berikut seluruh system pemipaan dan sistem power supply. Waktu instalasi incinerator cukup singkat antara 1-4 minggu tergantung dari tipe dan kapasitas incinerator. Seluruh peralatan telah menempel pada incinerator, dengan demikian tidak memerlukan lahan yang terlalu luas dan design dibuat simple. Dinding shell incinerator dirancang dengan bentuk corrugated sheet metal untuk mendapatkan kekuatan dan kekakuan dinding shell sehingga tidak perlu menambahkan terlalu banyak struktur baja penguat.

Setelah shell incinerator terbentuk bagian dalamnya dilapisi dengan isolator semen api castable yang berfungsi untuk menahan panas yang timbul dari dalam Primary Chamber dan Secondary Chamber, akibat adanya proses pembakaran di dalam incinerator. Isolator dapat menahan panas dengan jam operasi 8-16 jam, sehingga bagian-bagian dari shell incinerator cukup aman safety  untuk disentuh.

Isolator disusun dari beberapa lapisan insulasi seperti : semen api castable,Ceramic Fiber, Rock Wool dan Glass Wool. Lapisan isolator terdapat pada seluruh permukaan shell incinerator sampai dengan cerobong (chimney). Demikian pula pada tempa-tempat tertentu seperti flange burner port dan struktur pintu dilapisi dengan isolator, agar tidak ada bagian dari refractory (bata tahan api dan castable) yang langsung menempel pada dinding incinerator sehingga tidak menimbulkan titik panas (hot spot).

Setelah shell incinerator dilapisi dengan isolator, maka lapisan berikutnya adalah bata tahan api (fire brick). Adapun bata tahan api yang kami gunakan dari beberapa jenis disesuaikan dengan temperatur kerja incinerator. Untuk dinding digunakan bata api, sedangkan untuk tempat-tempat dengan bentuk khusus (cerobong, burner port flagnge counter, pintu) digunakan castable. Tingkat ketahanan refractory terhadap temperatur disesuaikan dengan kebutuhan atau jenis limbah mulai dari 1000⁰C-1300⁰C. Adapun jenis-jenis incinerator diantaranya,yaitu:

Static Manual Feeding (limbah dibawah 100kg/jam)

Incinerator ini didesain khusus untuk kapasitas limbah dibawah 100kg/jam, dimana system pemasukan limbah dilakukan secara manual dan pengumpanan dilakukan dari pintu depan. Tipe statik hanya cocok digunakan untuk jenis limbah yang berbentuk padat.

 Incinerator Terintergrasi dengan Dryer

Tipe ini sangat cocok digunakan limbah yang mempunyai nilai kalor yang tinggi seperti plastik dengan volume cukup besar. Energi panas yang keluar dari cerobong incinerator dapat dimanfaatkan untuk mengeringkan limbah sludge ex WWT yang memiliki kandungan air yang cukup tinggi namun tidak ekonomis apabila dibakar didalam incinerator, karena karakteristik limbah yang memiliki nilai kalor rendah, sisa abu yang masih cukup tinggi ataupun kedua-duanya. Keuntungan dari incinerator yang terintergrasi dengan dryer adalah pengoperasian dryer tidak menggunakan bahan bakar, baik dari solar maupun gas sehingga sangat ekonomis dari biaya operasional alat, ramah lingkungan serta dapat mengurangi kandungan air yang terdapat dalam sludge sampai dengan ± 80%.

Pemanfaatan panas dari cerobong incinerator selain untuk dryer dapat pula digunakan untuk memanaskan air untuk keperluan operasional pabrik. Tipe ini khusus digunakan untuk limbah domestik. Incinerator ini mudah untuk di mobilisasi serta cepat dalam pemasangan dan pelepasannya. Dengan demikian incinerator ini dapat dioperasikan di lokasi yang berbeda-beda sesuai situasi dan kondisi lahan.

Adapun rumus-rumus yang digunakan dalam incinerator, diantaranya yaitu:

dimana:

• -rA = kecepatan reaksi incinerasi (Kg/Jam)
• X = sampah tereduksi
• MA₀ = massa awal yang dimasukkan (Kg)
• MA = massa akhir (Kg)
• T = waktu reaksi
• k = konstanta kecepatan reaksi

Kemudian untuk nilai efisiensi incinerator didapatkan dari perbandingan energy yang terserap dibanding dengan energy yang dikeluarkan. Kita ketahui incinerator menggunakan bahan bakar untuk melakukan pembakaran. Kita bisa menghitung, ketika bahan bakar 1 liter bisa menghasilkan kalor sebesar 9063 kkal/liter. Sedangkan, nilai kalor yang dihasilkan oleh incinerator berkisar 2300 kkal/liter. Maka efisiensi yang didapatkan dari incinerator yaitu sebesar 74,62%.

Studi Kasus Riello Burner untuk Incinerator

Riello Burner Incinerator digunakan sebagai sumber energi panas pada sistem pembakaran limbah yang bekerja secara terkontrol di dalam ruang bakar. Pada aplikasi incinerator, burner berfungsi membantu mencapai dan mempertahankan temperatur pembakaran yang dibutuhkan, terutama pada saat start-up, ketika limbah belum menghasilkan energi panas yang cukup secara mandiri.

Sistem incinerator pada studi kasus ini menggunakan dua ruang pembakaran, yaitu Primary Chamber dan Secondary Chamber. Penggunaan dua ruang bakar membantu memisahkan proses pembakaran awal limbah dengan proses pembakaran lanjutan terhadap gas hasil pembakaran.

1. Primary Chamber

Primary Chamber merupakan ruang pembakaran pertama yang berfungsi sebagai tempat masuk dan pembakaran limbah.

Pada ruang ini, limbah mengalami proses pemanasan, pengeringan, devolatilisasi, pirolisis, dan pembakaran.

Kondisi udara pembakaran diatur sesuai desain incinerator sehingga proses pembakaran dapat dikendalikan.

Material organik yang dipanaskan pada primary chamber dapat menghasilkan gas hasil pirolisis dan pembakaran seperti CO, hidrokarbon, dan gas combustible lainnya.

Karena itu, gas hasil proses primary chamber perlu mendapatkan pembakaran lanjutan pada secondary chamber.

2. Riello Burner pada Primary Chamber

Riello Burner berfungsi sebagai sumber panas tambahan pada primary chamber.

Burner sangat penting terutama pada saat:

• Start-up incinerator
• Temperatur chamber belum mencapai set point
• Limbah memiliki moisture tinggi
• Beban limbah berubah
• Temperatur chamber mengalami penurunan

Pada kondisi awal operasi, burner membantu menaikkan temperatur furnace sampai kondisi operasi yang diperlukan.

Setelah proses pembakaran limbah menghasilkan energi panas yang cukup, kebutuhan burner dapat berkurang sesuai sistem kontrol temperatur incinerator.

3. Temperatur Primary Chamber

Dalam studi kasus ini, temperatur primary chamber dirancang pada kisaran sekitar:

600–800°C

Namun, temperatur operasi aktual harus mengikuti desain incinerator, karakteristik limbah, residence time, dan persyaratan emisi yang berlaku.

Temperatur yang terlalu rendah dapat menyebabkan pembakaran tidak sempurna.

Sebaliknya, temperatur yang terlalu tinggi dapat meningkatkan thermal stress pada refractory dan equipment serta memengaruhi karakteristik proses pembakaran.

Karena itu, temperatur harus dikontrol menggunakan sistem monitoring dan automatic burner control.

4. Combustion Air dari FD Fan

Udara pembakaran disuplai menggunakan Forced Draft Fan atau FD Fan.

Jumlah udara harus dikontrol sesuai kebutuhan proses pembakaran.

Parameter yang perlu diperhatikan antara lain:

• Airflow
• Furnace pressure
• Oxygen availability
• Fuel input
• Waste load
• Combustion condition

Pengaturan udara yang tepat membantu menjaga kestabilan flame dan proses pembakaran.

5. Proses Pirolisis di Primary Chamber

Pada kondisi udara yang terbatas sesuai desain proses, material organik dapat mengalami pirolisis dan devolatilisasi.

Material organik akan terurai menghasilkan gas, uap, tar, dan residu padat.

Gas hasil proses tersebut kemudian bergerak menuju secondary chamber untuk mendapatkan oksidasi atau pembakaran lanjutan.

Dengan demikian, primary chamber tidak hanya berfungsi sebagai ruang pembakaran, tetapi juga sebagai tempat berlangsungnya proses termal terhadap limbah.

6. Secondary Chamber

Secondary Chamber merupakan ruang pembakaran kedua.

Gas hasil dari primary chamber masih dapat mengandung:

• CO
• Hydrocarbon
• Volatile organic compounds
• Combustible gases
• Particulate

Secondary chamber memberikan kondisi temperatur, turbulensi, dan waktu tinggal yang sesuai agar gas tersebut dapat mengalami pembakaran lebih lanjut.

Dalam desain incinerator, ketiga parameter tersebut sering disebut sebagai bagian dari konsep:

Temperature, Time, dan Turbulence.

7. Fungsi Riello Burner pada Secondary Chamber

Pada beberapa desain incinerator, burner juga dapat digunakan pada secondary chamber untuk membantu mempertahankan temperatur operasi.

Fungsi burner dapat meliputi:

• Start-up heating
• Temperature maintenance
• Auxiliary combustion
• Supporting combustion
• Compensation terhadap heat loss

Penggunaan burner pada secondary chamber sangat bergantung pada desain incinerator dan kebutuhan proses.

8. FD Fan dan Riello Burner

Burner dan FD Fan harus bekerja sebagai satu sistem combustion.

Riello Burner menyediakan heat input dan fuel.

FD Fan menyediakan combustion air.

Keduanya harus disesuaikan agar proses pembakaran berjalan stabil.

Jika fuel terlalu banyak sementara udara kurang, pembakaran dapat menghasilkan CO dan smoke yang lebih tinggi.

Jika udara terlalu banyak, excess air meningkat dan panas dapat terbawa keluar melalui flue gas.

Karena itu, commissioning harus mencakup fuel adjustment dan combustion air adjustment.

9. Studi Kasus Limbah dengan Moisture Tinggi

Misalnya incinerator menerima limbah dengan kandungan air tinggi.

Pada awal operasi, sebagian energi burner akan digunakan untuk:

1. Memanaskan limbah.
2. Menguapkan moisture.
3. Menaikkan temperatur material.
4. Memulai proses devolatilisasi.
5. Mendukung proses pembakaran.

Jika moisture terlalu tinggi, kebutuhan energi awal meningkat.

Dalam kondisi tersebut, Riello Burner dapat berfungsi sebagai auxiliary burner untuk membantu mempertahankan temperatur furnace.

10. Studi Kasus Flame Tidak Stabil

Misalnya operator menemukan flame burner tidak stabil.

Pemeriksaan dapat dilakukan terhadap:

Fuel System

Periksa:

• Fuel pressure
• Fuel filter
• Fuel pump
• Nozzle
• Fuel quality

Combustion Air

Periksa:

• FD Fan
• Air damper
• Airflow
• Furnace pressure

Burner

Periksa:

• Ignition electrode
• Flame detector
• Combustion head
• Burner setting

Furnace

Periksa:

• Refractory
• Furnace draft
• Waste loading
• Temperature

Dengan pendekatan tersebut, masalah dapat diidentifikasi berdasarkan sistem, bukan langsung menyimpulkan burner rusak.

11. Residu dari Primary Chamber

Setelah proses pembakaran, primary chamber dapat menghasilkan beberapa jenis residu.

Abu

Merupakan material mineral yang tersisa setelah material organik terbakar.

Material Inert

Contohnya:

• Logam
• Kaca
• Batu
• Material anorganik lainnya

Char atau Arang

Sebagian karbon dapat tertinggal apabila proses pembakaran belum sempurna.

Jumlah residu sangat bergantung pada jenis limbah, moisture, komposisi material, temperatur, residence time, dan kondisi udara pembakaran.

12. Pemilahan Limbah

Pemilahan atau waste sorting sebelum pembakaran dapat membantu mengurangi material yang tidak mudah terbakar.

Material seperti logam dan kaca sebaiknya dipisahkan apabila desain dan prosedur pengelolaan limbah memungkinkan.

Keuntungan pemilahan antara lain:

• Mengurangi inert material
• Mengurangi beban ash
• Membantu stabilitas proses
• Mengurangi risiko kerusakan refractory
• Meningkatkan konsistensi feed

Namun, metode pemilahan harus disesuaikan dengan jenis limbah dan regulasi pengelolaan limbah yang berlaku.

13. Pentingnya Kontrol Temperatur

Temperatur merupakan parameter penting dalam sistem incinerator.

Temperature controller dapat digunakan untuk mengatur operasi burner berdasarkan kondisi furnace.

Ketika temperatur turun di bawah set point, burner dapat memberikan heat input tambahan.

Ketika temperatur telah mencapai kondisi yang ditentukan, burner dapat mengurangi atau menghentikan firing sesuai sistem kontrol.

Dengan sistem tersebut, burner tidak harus bekerja terus-menerus pada kapasitas maksimum.

14. Studi Kasus Efisiensi Burner

Efisiensi sistem incinerator tidak hanya bergantung pada burner.

Beberapa faktor yang memengaruhi performa antara lain:

• Burner efficiency
• Combustion air
• Waste moisture
• Waste composition
• Furnace insulation
• Refractory condition
• Residence time
• Furnace temperature
• Exhaust gas temperature

Karena itu, optimasi harus dilakukan pada burner, FD Fan, furnace, dan waste feeding system secara keseluruhan.

15. Parameter Commissioning Riello Burner

Pada saat commissioning, beberapa parameter penting dapat diperiksa:

Burner

• Fuel pressure
• Fuel flow
• Ignition
• Flame stability
• Burner firing rate

Combustion

• O₂
• CO
• CO₂
• Flue gas temperature
• Excess air

Furnace

• Primary chamber temperature
• Secondary chamber temperature
• Furnace pressure
• Draft

Hasil pengukuran tersebut digunakan untuk melakukan adjustment burner dan combustion air.

Kesimpulan Studi Kasus

Riello Burner pada incinerator berfungsi sebagai sumber panas utama atau auxiliary burner untuk membantu mencapai dan mempertahankan temperatur pembakaran sesuai desain sistem.

Pada Primary Chamber, limbah mengalami proses pemanasan, pengeringan, devolatilisasi, pirolisis, dan pembakaran. Gas hasil proses tersebut kemudian diarahkan ke Secondary Chamber untuk mendapatkan pembakaran lanjutan.

FD Fan menyediakan udara pembakaran dalam jumlah yang dikontrol, sedangkan Riello Burner menyediakan heat input yang dibutuhkan untuk menjaga kondisi thermal furnace.

Performa incinerator tidak hanya ditentukan oleh kapasitas burner. Jenis dan moisture limbah, temperatur furnace, combustion air, residence time, furnace pressure, refractory, dan sistem exhaust juga sangat menentukan hasil pembakaran.

Untuk itu, pemilihan Riello Burner harus dilakukan berdasarkan heat load incinerator, jenis fuel, kapasitas furnace, temperatur operasi, kebutuhan auxiliary heat, dan karakteristik combustion chamber.

PT Indira Mitra Boiler dapat membantu kebutuhan Riello Burner untuk incinerator, oil burner, gas burner, burner installation, commissioning, combustion adjustment, maintenance, dan troubleshooting untuk aplikasi industri.

Kawasan Pergudangan Laksana Business Park, Jalan Laksana 6 Blok F 09, Desa laksana Kec. Pakuhaji, Kab. Tangerang, Banten- 15570

PT Indira Mitra Boiler
Ratman Bejo
☎️081388666204

My Website
https://indira.co.id

PT Indira Mitra Boiler

https://hargaboiler.co.id

Email: info@indira.co.id
Email: idmratman@gmail.com

https://www.youtube.com/@Ratman_Bejo/videos