dosen pembimbing : dr. i made ariana, st, mt, marsc
Post on 16-Oct-2021
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
KAJIAN EKSPERIMEN PENGARUH UAP AIR DAN GAS HASIL ELEKTROLISIS PADA UDARA
BILAS TERHADAP KANDUNGAN NOx DALAM GAS BUANG MOTOR DIESEL.
Dosen Pembimbing : Dr. I Made Ariana, ST, MT, MarSc.
Mahasiswa Pelaksana : Septifan Catur A (4206 100 067)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan - Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 2010
Abstrak Gas dan senyawa nitrogen oxides (NOx) dan sulphur oxides (SOx) dari emisi motor diesel pasti
memberikan andil besar terhadap polusi udara yang mempengaruhi kesehatan ribuan mahkluk hidup, lingkungan
dan pemanasan global.
Pokok bahasan utama pada tugas akhir ini adalah tentang pengaruh uap air dan gas hasil elekrolisis pada
udara bilas terhadap kandungan Nox dalam gas buang motor diesel. Dalam eksperiment nanti akan dibuat sebuah
alat elektrolisis yang digunakan untuk menghasilkan gas dan uap air. Uap air dan gas hasil elektrolisis ini
digunakan bersama udara luar untuk pembakaran motor diesel. Dengan adanya penambahan uap air ini
diharapkan mampu menurunkan temperature dalam ruang bakar motor diesel, sehingga dapat menurunkan kadar
NOx dalam gas buang motor diesel. Variasi yang dilakukan adalah tanpa menggunakan alat elektrolisis, variasi
penggunaan pipa kecil dan variasi mengalirkan gas elektrolisis langsung ke ruang pembakaran/ penggunaan pipa
besar. Kondisi tersebut pada beban konstan yaitu 1500 Watt. Data – data yang didapat dari semua pengukuran
tersebut dianalisa sehingga didapat perbandingan kadar NOx dan persentase penurunan yang terjadi.
Kata Kunci : NOx, reduksi, elektrolisis, uap air
I. PENDAHULUAN
Polusi udara timbul di negara-negara maju
dan paling banyak di negara-negara berkembang
yang memiliki jumlah alat transportasi bermotor
yang banyak dan berbagai pabrik-pabrik industri
. pada negara tersebut, polusi udaranya telah
berada pada kondisi buruk sehingga
diperkirakan memberikan kontribusi kepada
ribuan manusia dan mahkluk lain di dunia ini
untuk kematian (mortalitas) dan kesakitan
(morbiditas) setiap tahunnya. Selain itu
berdampak pada sisi ekonomi untuk pembiayaan
kesehatan yang terus meningkat. Pencemaran
udara adalah kehadiran satu atau lebih substansi
fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam
jumlah yang dapat membahayakan kesehatan
manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu
estetika dan kenyamanan, atau merusak properti.
Pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh
sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia.
Beberapa definisi gangguan fisik seperti polusi
suara, panas, radiasi atau polusi cahaya dianggap
sebagai polusi udara. Sifat alami udara
mengakibatkan dampak pencemaran udara dapat
bersifat langsung dan lokal, regional, maupun
global.
Sebagai contoh adalah Udara hasil
pembakaran motor diesel terdiri dari beberapa
gas antara lain, carbon monoxide (CO),
hidrocarbon (HC), carbon dioxides (CO2),
nitrogen oxides (NOx) dan sulphur oxides (SOx).
Semua gas tersebut diatas mempunyai dampak
yang buruk bagi kesehatan, maka dari itu perlu
dilakukan minimalisir terhadap kandungan gas
yang berbahaya tersebut. Terutama kandungan
dari nitrogen oxides (NOx). Gas ini terbentuk
dari senyawa nitrogen dan oksida dikarenakan
tiga kondisi yaitu Suhu (T), Waktu Reaksi (t),
dan konsentrasi Oksigen (O2).
Untuk melestarikan lingkungan yang
bersih dan sehat, maka terdapat beberapa
peraturan yang harus di taati, antara lain standar
dari KLH (Kementerian Lingkungan Hidup) ,
Environmental Protection Agency (EPA), dan
International Maritime Organization (IMO).
Guna memenuhi semua standar diatas maka ada
beberapa metode yang bisa digunakan, antara
lain adalah sebagai berikut:
1. Penggunaan bahan bakar rendah nitrogen.
2. Emulsi
3. Humidifikasi
4. Miller System
2
Dari beberapa contoh metode diatas kami akan
mengacu ke metode humidifikasi dimana
eksperimen dilakukan dengan penambahkan uap
air dan gas hasil elektrolisa pada udara bilas
yang akan masuk keruang pembakaran. Dengan
penambahan uap air dan gas hasil elektrolisis
diharapkan mampu menurunkan temperatur
dalam ruang bakar. Hal ini diharapkan dapat
mereduksi kadar NOX pada gas buang motor
diesel.
I.2 PERUMUSAN MASALAH
Permasalahan yang akan dibahas nanti
adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh penambahan uap
air dan gas hasil elektrolisis pada udara
bilas motor diesel terhadap kandungan
NOx, SOx, dan PM pada gas buang.
2. Bagaimana pengaruh ukuran pipa yang
digunakan untuk mengalirkan uap air
dan gas hasil elektrolisis pada inlet
manifold, terhadap kandungan NOx,
SOx, dan PM pada gas buang motor
diesel.
I.3 BATASAN MASALAH
Batasan batasan masalah nanti antara lain
sebagai berikut:
1. Bahan bakar motor diesel hanya
menggunakan MDO.
2. Percobaan dilakukan pada putaran engine
konstan yaitu 2400 RPM.
3. Percobaan dilakukan pada beban konstan
yaitu 1500 Watt.
I.4 TUJUAN
Tujuan dari tugas akhir ini adalah
1. Untuk mengetahui besarnya prosentase
penurunan NOx pada gas buang motor
diesel.
2. Untuk mengetahui besarnya prosentase
penurunan SOx pada gas buang motor
diesel.
3. Untuk mengetahui besarnya prosentase
penurunan PM pada gas buang motor
diesel.
4. Untuk mengetahui pengaruh penggunaaan
pipa kecil dan pipa besar pada inlet
manifold terhadap kandungan NOx, SOx,
dan PM pada gas buang motor diesel.
I.5 MANFAAT PENULISAN
Manfaat dari penulisan ini adalah sebagai
berikut:
1. Menghasilkan alat yang dapat digunakan
untuk menurunkan kadar NOx dengan
menambahkan uap air dan gas hasil
elektrolisis pada udara bilas.
2. Eksperimen reduksi NOx gas buang dengan
sistem humidifikasi.
3. Memberikan perkembangan teknologi
tentang mereduksi kadar nox.
4. Dengan berkurangnya kadar SOx dan NOx
pada gas buang maka kapal telah
memenuhi standar peraturan dari
MARPOL dan IMO.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Polusi udara yang terjadi di dunia saat ini
paling banyak disumbang dari emisi hasil
pembakaran peralatan dan permesinan yang ada
pada alat transportasi dan pabrik-pabrik industri.
Polusi udara adalah kehadiran satu atau lebih
substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer
dalam jumlah yang dapat membahayakan
kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan,
mengganggu estetika dan kenyamanan, atau
merusak properti. Untuk dibidang marine, tentu
saja paling utama dihasilkan dari kapal-kapal
bermotor diesel, terlebih lagi yang berbahan
bakar marine diesel oil (MDO) dan heavy fuel
oil (HFO).
Peraturan atau regulasi yang mengatur
tentang polusi udara atau emisi telah banyak
ditetapkan, terlebih lagi untuk permasalahan
dibidang marine, salah satunya dengan
ditetapkannya Marine Pollution (MARPOL)
73/78 Annex VI oleh International Marine
Organisation (IMO) dan telah diberlakukan
sejak 19 Mei 2005. Penetapan ini, salah satunya
dikarenakan adanya kapal-kapal dengan kelas
diesel engine lebih dari 130Kw yang berlayar
3
sejauh 200 mill laut dari pantai menyebabkan
permasalahan polusi yang sangat serius.
II.1 Macam macam pengurangan emisi NOx
Di bawah ini dijelaskan beberapa teknik dalam
mengurangi emisi NOx:
Penggunaan Bahan Bakar Rendah Nitrogen Penurunan kadar nitrogen dalam bahan bakar
akan secara otomatis mengurangi pembentukan
emisi NOx. Karena tidak mudah untuk
mengurangi begitu saja nilai nitrogen dalam
bahan bakar, karenanya alternatif lain adalah
penggunaan bahan bakar metanol yang bebas
nitrogen.
Emulsi
Penggunaan air yang dicampurkan dalam bahan
bakar saat ini telah banyak dilakukan.
Penggunaan bahan bakar campuran ini dapat
mengurangi emisi NOx karena terjadinya proses
ledakan mikro (micro explosion) dalam proses
pembakaran. Ledakan mikro ini terajdi karena
perbedaan titik didih antara kedua fluida.
Humidifikasi Proses humidifikasi adalah dengan
menyemprotkan air ke dalam aliran udara masuk
pada motor penggerak. Tujuan dari teknik ini
adalah untuk menurunkan suhu udara yang
masuk kedalam ruang bakar yang pada akhirnya
temperature pembakaran dapat diturunkan.
Teknik ini diketahui dapat menurunkan emisi
NOx sampai 50%.
Miller System
Teknik ini dilakukan pertama kali oleh pabrik
mesin Wartsila-NSD Sulzer yaitu pada saat
proses langkah hisap waktu terbukanya katup
hisap diatur sedemikian mungkin lebih lama
agar kompresi rasio dapat diturunkan. Dengan
teknik ini akan diperoleh penurunan temperatur
udara dan tekanan udara saat proses pembakaran
sehingga NOx dapat diturunkan. Penurunan
dengan penggunaan sistem ini mencapai 20%.
Sistem ini semakin populer diterapkan terutama
bagi motor penggerak yang menggunakan
turbocharger.
Mesin diesel adalah salah satu jenis dari
motor bakar dalam, sesuai dengan namanya
motor bakar dalam adalah motor dimana daya
yang dihasilkan berasal dari pembakaran
langsung di dalam silinder mesin. Karakteristik
mesin diesel yang membedakan dengan motor
bakar lainnya adalah metode penyalaan bahan
bakar. Didalam mesin diesel bahan bakar
diinjeksikan ke dalam silinder, yang berisi udara
bertekanan tinggi. Selama kompresi udara dalam
silinder mesin maka suhu udara meningkat,
sehingga ketika bahan bakar dalam bentuk kabut
halus bersinggungan dengan udara panas ini
akan menyala dan tidak dibutuhkan alat
penyalaan lain dari luar. Karena alasan ini juga
disebut mesin penyalaan kompresi. Karakteristik
mesin diesel lain yang penting adalah mesinnya
menghasilkan puntiran yang tidak tergantung
pada kecepatan, karena banyaknya udara masuk
kedalam silinder dalam setiap langkah hisap dari
torak, hanya sedikit yang dipengaruhi kecepatan
mesin. Mesin diesel juga mempunyai effisiensi
panas yang lebih dari pada motor bakar lainnya.
II.2 Prinsip-Prinsip Mesin Diesel
Menurut prinsipnya motor diesel
mendapat tenaga dengan membakar bahan bakar
dengan panas kompresi udara. Prinsip ini
ditemukan oleh seorang Jerman yang bernama
Rudolf Diesel.
Perbedaan antara motor diesel dan motor bensin
:
Tabel 2.1 perbedaan motor diesel dengan
motor otto
Item Motor
Diesel
Motor
Bensin
-Bahan bakar
-Sistem pompa
bahan bakar
-Cara penyalaan
-Perbandingan
kompressi
-Tekanan
kompressi
-Effesiensi panas
Solar
Injeksi,
nozzle
Kompressi
15-22
25-35
kg/cm2
30-31
Bensin
Karburator
Dengan api
listrik
6-10
8-15
kg/cm2
25-28
Secara matematis, proses pembakaran dalam
motor diesel adalah sebagai berikut:
4
Sehingga proses pembakaran akan
menghasilkan uap air (H2O) dan karbondioksida
(CO2). Konsep diatas terjadi saat terjadi
pembakaran sempurna. Padhal tidak semuanya
pembakaran bisa terjadi secara sempurna,
sehingga hasil dari pembakaran juga akan
berpengaruh. Salah satunya adalah gas NOx dan
SOx. Gas inilah yang berbahaya yang biasa
dinamakan emisi.
II.3 Macam Macam Gas Polutan
Emisi yang dikeluarkan oleh kapal
bermacam-macam tetapi ada beberapa jenis
yang menjadi penyumbang polusi udara
terbanyak. Secara umum ada :
Karbon monoksida (CO)
Pembentukan karbon monoksida di
ruang bakar disebabkan oleh proses pembakaran
yang tidak sempurna. Oleh karena itu besar atau
kecilnya jumlah karbon monoksida yang
dihasilkan oleh setiap kendaraan tersebut sangat
tergantung pada tingkat kesempurnaan proses
pembakaran.Proses permbakaran dapat terjadi
sempurna jika kebutuhan oksigen / udara untuk
membakar bahan bakar bensin tersebut dijaga
pada rasio yang memadai. Oleh karena itu agar
proses pembakaran tersebut terjadi secara
sempurna, harus memnuhi reaksi kimia tersebut
:
2C8H18 + 25O2 → 16CO2 + 18H2O
Untuk membakar secara sempurna 2 molekul
C8H18 diperlukan 25 molekul O2. Dengan
perkataan lain, untuk membakar sempurna 228
gr C8H18 diperlukan oksigen seberat 800 gr atau
1 gr C8H18 memerlukan 3,5 gr oksigen.
Karbon dioksida (CO2)
Karbon dioksida (CO2) merupakan hasil
pembakaran antara bahan bakar dengan udara di
ruang bakar. Karbon dioksida selalu terbentuk
disepanjang proses pembakaran berlangsung.
Hidrokarbon (HC)
Hidrokarbon (HC) terbentuk karena
adanya bahan bakar yang tidak terbakar pada
saat proses pembakaran.
Sulphur Oxides (SOx,SO2 dan SOx)
Emisi sulphur oxides (SOx) terbentuk
dari fungsi kandungan sulfur dalam bahan bakar
dan kandungan sulfur dalam pelumas (yang ikut
terbakar) pada ikatan aromatic dan alkyl. Emisi
sulphur oxides (SOx) ini ada dua jenis yaitu
sulfur dioxide (SO2) dan sulfur trioxide (SO3) ;
S + O2 = SO2 dan SO2 +
O2 = SO3
Kandungan SO3 dalam SOx sangat kecil
sekali yaitu sekitar 1-5%. Gas yang berbau tajam
tapi tidak berwarna ini dapat menimbulkan
serangan asma, gas ini pun jika bereaksi di
atmosfir akan membentuk zat asam. Badan
WHO PBB menyatakan bahwa pada tahun 1987
jumlah sulfur dioksida di udara telah mencapai
ambang batas yg ditetapkan oleh WHO.
Nitrogen Oxides (NOx,NO2 dan NO3)
Emisi nitrogen oxides (NOx) terbentuk
dari oksidasi molekul nitrogen yang ada pada
proses pembakaran dan bahan bakar, terdiri dari
95% NO dan 5% NO2. (Thevenin,2002).
Pembentukan NOx ini disebabakan oleh tiga
kondisi yaitu :
1) Mekanisme Thermal NOx
NOx terbentuk dikarenakan nitogen yang
beroksidasi dengan oksigen pada suhu tinggi di
dalam ruang bakar, sekitar >1800 derajat K.
N2 + O2 = 2NO
NO + O2 =
NO2
2) Mekanisme Prompt NOx
NOx terbentuk dikarenakan molekul
nitrogen bereaksi dengan hidrokarbon radikal
membentuk hydrogen sianida dan atom nitrogen.
HC + N2 → HCN + N
Atom nitrogen bereaksi dengan molekul
yang mengandung hidrocxyl sehingga
membentuk NO dan H.
N + OH → H + NO
3) Fuel NOx
Nitrogen yang terkandung dalam bahan
bakar dikonversikan menjadi hydrogen sianida
dan bereaksi dengan NHx sehingga terbentuk
NOx. Proses ini tergantung padakandungan yang
ada pada bahan bakar.
Fuel – N → HCN → NHx → NO
II.4 Hydrogen Engine
Hidrogen adalah suatu elemen yang
paling sering dijumpai di alam semesta, dapat
digunakan sebagai bahan bakar dari sebuah
5
mesin pembakaran atau digunakan sebagai
bahan bakar kendaraan bermotor, dan
merupakan bentuk emisi yang sangat bersih
dibanding bensin. Industri otomotif sepertinya
telah menetapkan hidrogen sebagai solusi
senjata ajaib terhadap kekhawatiran akan krisis
energi.
Saat ini, penggunaan hidrogen sebagai
bahan baku penggerak kendaraan bermotor
dilakukan dengan dua cara. Cara pertama, gas
hidrogen yang dibawa dalam sebuah tangki
dicampur dengan udara yang diambil dari udara
dilewatkan pada suatu perangkat yang
dinamakan fuel cell untuk memperoleh tenaga
listrik. Dan, tenaga listrik itu digunakan untuk
menggerakkan mesin (motor) listrik.
Pada prinsipnya mobil yang
menggunakan teknologi fuel cell, bisa
disebutkan sebagai mobil listrik yang
menghasilkan tenaga listriknya sendiri. Secara
sederhana, fuel cell terdiri atas dua lempeng
elektroda yang mengapit elektrolit. Hidrogen
dilewatkan pada lempeng elektroda yang
pertama, sedangkan oksigen dilewatkan pada
lempeng elektroda yang kedua, serta
dihasilkanlah listrik, air, dan panas. Dengan
demikian, mobil yang menggunakan teknologi
fuel cell tidak mencemarkan udara sama sekali.
Cara kedua, hidrogen cair yang
langsung digunakan sebagai bahan bakar pada
mesin pembakaran dalam, sama seperti
menggunakan bahan bakar minyak (bensin atau
solar). Pada mesin yang menggunakan hidrogen
sebagai bahan bakar, pencemaran udara nyaris
nol.
Pada bulan September 2004, BMW
mendemonstrasikan kemajuan yang dicapainya
dalam pengembangan energi hidrogen dengan
membukukan sembilan rekor kecepatan bagi
kendaraan yang menggunakan hidrogen sebagai
tenaga penggerak melalui kendaraan risetnya
yang dinamakan BMW H2R. Prototipe unit itu
menyandang mesin
6.0 Liter, V12, yang menghasilkan tenaga
maksimum rata-rata 285 PK, dan di antara rekor
yang dibukukannya adalah 298 kilometer per
jam pada flying start.
Teknologi pemanfaatan gas hydrogen
mayoritas digunakan ke mesin Otto (mesin yang
berbahab baker bensin). Hal ini dikarenakan
pada mesin otto pembakaran terjadi saat bahan
bakar dan udara dicampur lalu diubah kedalam
bentuk kabut di dalam karburator. Sehingga
bentuknya akan berupa gas,dan ini akan sama
dengan hydrogen yang berupa gas pula.
Gambar 2.1 Contoh Motor Hidrogen
Teknologi dalam hydrogen engine sangat
memungkinkan untuk tidak menghasilakan
emisi. Hal ini sesuai dengan proses pembakaran
yang secara matematis dapat dijelaskan sebagai
berikut:
Sehingga sesuai dengan proses reaksi diatas,
hasil dari pembakaran berupa uapi air dan daya.
Dari hasil ini tidak adanya emisi yang keluar.
Sehingga hydrogen engine merupakan engine
yang ramah lingkungan.
II.5 Elektrolisis air
Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-
unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik.
Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda,
dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua
elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion
hidrokida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua
molekul air lain terurai menjadi gas oksigen
(O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan
elektron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami
netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa
molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari
elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
2H2 + O2 2H2O + daya
6
Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari
reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda
dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian
dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen dan
hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat
digunakan sebagai bahan bakar kendaraan
hidrogen.[1][2][3]
II.6 Dual Fuel Diesel Engine (Mesin Diesel
Bahan Bakar Ganda)
Penggunaan Dual Fuel Diesel Engine
telah lama dikembangkan, akan tetapi
pemanfaatanya sangat kurang sekali.
Penggunaan Dual Fuel Diesel Engine ini
biasanya terdapat pada dunia perkapalan salah
satunya digunakan sebagai propulsor kapal.
Sistem ini lebih efisien dari pada yang hanya
menggunakan bahan bakar minyak saja.
Karena,dengan adanya tambahan bahan bakar
berupa gas yang mudah terbakar secara otomatis
penggunaan bahan bakar minyak akan
berkurang,sehingga konsumsi bahan bakar
minyak akan menurun. Dual Fuel Diesel Engine
mulai banyak dikembangkan lagi dikarenakan
harga minyak dunia yang semakin
meningkat,sehingga mencari energi alternatif
yang lebih murah sangat diperlukan.
Gambar 2.2 Dual Fuel Engine
Proses perakitan alatnya adalah sebagai
berikut:
Gambar 2.3 Instalasi Tabung Hidrogen Ke
Engine
Dimana tabung yang digunakan untuk
menghasilkan hidrogen disalurkan ke manifoul
engine, yang kemudian akan di serap masuk
keruang pembakaran, untuk pengalirannya bisa
memakai pipa plastik, yang dihubungkan dari
tabung ke intake manifold.
Cara kerja tabung hidrogen
Gambar 2.4 Sistem Kerja Tabung Hidrogen
III. METODOLOGI
Dalam menyelesaikan permasalahan
tersebut yang akan di gunakan adalah metode
metode eksperimen. Dimana dalam percobaan
yang dilakukan yaitu menggunakan prototipe
alat elektroisis dan gas buang hasil keluaran
motor diesel. Dalam perencanaan eksperimen ini
7
menggunakan tahapan-tahapan pegerjaan,
sebagai berikut :
1. Studi Literatur
2. Pra-Eksperiment
3. Eksperiment dan Pengambilan data
4. Analisa data dan Pembahasan
5. Pengambilan kesimpulan
6. Penyusunan laporan
III.1 Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dengan
pengumpulan referensi-referensi mengenai
Elektrolisis air menjadi hidrogen dan uap air,
macam macam reaksi penurunan partikel NOx,
cara-cara pembuatan peralatan elektrolisis, serta
macam macam variasi peralatan. Literatur-
literatur tersebut didapatkan dari :
a. Text Book dan Artikel
b. Internet
c. Laporan Tugas Akhir
III.2 Pra-Eksperiment
Pada tahap pra-eksperiment ini dilakukan
beberapa persiapan untuk dapat melaksanakan
penelitian, persiapan-persiapan tersebut berupa
pencarian motor diesel yang bisa diguankan
untuk eksperiment, membuat alat elektrolisis,
persiapan generator, persiapan tempat yang bisa
diguankan untuk eksperiment.
III.3 Penyiapan Motor Diesel dan Generator
Motor diesel yang digunakan dalam
eksperimen yaitu :
Merk : DONG FENG
Type : R 175A
Power : 6.6 HP
Speed : 2600 RPM
Generator yang digunakan sebagai
pembebanan dalam eksperimen yaitu :
Type : ST-75
Voltage : 220/110 V
Speed : 2600 RPM
Current : 34.1/68.2 A
Frequency : 50 HZ
III.4 Penyiapan Alat Uji Emisi
Alat Uji Emisi digunakan untuk mengukur
penurunan kadar NOx sebelum dan setelah
penggunaan alat elektrolisisi.
III.5 Pembuatan Prototipe Alat Elektrolisis
Dalam pembuatan alat elektrolisis
dilakukan dalam tiga tahapan, adapun tahapan-
tahapan tersebut adalah sebagai berikut :
III.6 Pembuatan design alat
Pembuatan desain alat elektrolisis
adalah sebagai berikut :
Gambar 3.1 Contoh Instalasi Penggunaan
Hidrogen Pada Motor Diesel
Cara kerja dari tabung diatas adalah
dengan memanfaatkan tegangan listrik untuk
menghasilkan gelembung gelembung pada air,
gelembung ini adalah hasil pemisahan air
menjadi gas hidrogen dan uap air. Gas yang
dihasilkan nantinya akan digunakan untuk
proses pembakaran. Sehingga pembakaran yang
terjadi nanti tidak hanya melibatkan bahan bakar
dan udara, tapi ada penambahan gas hidrogen
dan uap air, usaha ini dilakukan untuk
menigkatkan daya mesin serta mengurangi kadar
NOx pada gas hasil pembakaran motor diesel.
8
Gambar 3.2 Rangkaian Percobaan
Nanti
Rangkaian yang akan dilakukan nanti
seperti yang tersusun pada gambar 6. Yang
mana accu dihubungkan ke tabung elektrolisis
kemudian hasil gas elektrolisis dimasukkan di
intake manifold pada engine. Gas hasil
elektrolisis ini dimasukkan bersama dengan
udara bilas yang masuk ke engine. Setelah
terhubung kemudian dilakukan pengambilan gas
buang untuk dilakukan pengukuran kadar emisi.
III.7 Penyiapan alat dan bahan
Rencana alat dan bahan yang akan
disiapkan dalam pembuatan alat elektrolisis
adalah sebagai berikut :
Tabel 3.1 Alat Dan Bahan Yang
Digunakan
No. BAHAN Jumlah
1 Elektroda tembaga 3 batang
2 Elektroda alumunium 1 lembar
3 Mika Akrilik, tebal 1cm 6 lembar
4
Mika Akrilik, tebal
0,3cm 2 lembar
5 Pipa PVC 11/4 D 1 meter
7 Gergaji Mika 1 buah
8 Lem G 5 buah
9 Selang plastic kecil 5 meter
10
Katup ball valve
kuningan 1 buah
11
Baut, ring, baut kupu-
kupu 1buah
12 Kabel Listrik 10 meter
13 Elbow kuningan 1 buah
14 Mata Bor 5 buah
15 Seal pipa PVC 8 buah
16 Soda kue 1 kg
17 Air Aqua 30 liter
18 Lem Tembak 10 buah
19 Bahan Bakar 30 liter
20 Minyak pelumas Diesel 5 liter
21 Lampu bohlam 20 buah
22 adaptor 1 buah
23 generator 1 buah
24 Motor diesel 1 buah
SEL ELEKTROLISIS
1. Box Elektrolisis Tabung atau box yang digunakan adalah
menggunakan bahan yang tidak mudah korosif
dan tidak menghantarkan listrik. Maka dari itu
pemilihan bahan harus teliti untuk experiment
ini digunakan akrilik sebagai tabung
elektrolisis. Selain tidak korosif dan sebagai
isolator akrilik lebih kuat dan tahan panas.
Ukuran yang digunakan akrilik dengan tebal 1
cm dengan volume 24,36 dm3 atau 24,36 liter.
Tetapi dalam pengujian nanti menggunakan
volume 16 liter air.
2. Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit yang digunakan nanti
adalah menggunakan soda kue. Larutan
elekrolit ini berfungsi untuk mempercepat laju
elektrolisis. Dimana pembentukan gas
hydrogen akan lebih cepat dibandingkan tidak
menggunakan larutan elektrolit. Perbandingan
yang digunakan yaitu 9.3 gr/liter air tawar.
3. Katoda dan Anoda Bahan yang digunakan untuk Katoda
dan Anoda harus tahan korosi akibat
elektrolisis yang lama. Dalam pengujian ini
dilakukan tiga kali percobaan bahan yaitu
9
tembaga , seng , dan stainless stell. Dari ketiga
bahan tersebut yang paling tahan terhadap
elektrolisis adalah stainless stell. Maka dari itu
dalam percobaan menggunakan stainless stell.
4. Tegangan Elekrolisis
Tegangan yang digunakan untuk proses
elektrolisis menggunakan DC 12 volt. Dimana
sebelumnya dilakukan variasi 24 volt dan
mengakibatkan sumber tegangan mengalami
panas berlebih dikarenakan kenaikan ampere 2
kali lipat, dari 19 ampere menjadi 40 ampere.
5. Arus Elektrolisis Arus yang digunakan untuk elektrolisis
ini merupakan arus dari adaptor yang di
hubungkan dengan accu / battery. Arus yang
didapatkan adalah 19 ampere. Untuk battery
mempunyai kapasitas 70Ah/12V.
III.8 Perakitan
Dalam proses perakitan nanti alat
dirangkai / disusun sesuai dengan gambar
rancangan, hal ini dilakukan untuk
mempermudah percobaan dan pengambilan data.
III.9 Eksperimen dan Pengambilan Data
Sebelum Eksperiment dan Pengambilan
data terlebih dahulu yang dilakukan pemasangan
generator pembeban pada motor diesel ,dan
pemasangan pipa penyambung ke alat
elektrolisis pada saluran intake motor diesel.
Kemudian motor diesel di start dalam kondisi
tanpa beban dan pada putaran tetap atau RPM
konstan
Kemudian sesudah semua motor diesel
dalam keadaan steady, maka gas buang diukur
kadar kandungan partikel NOx yang terdapat
dalam gas buang melalui valve pada pipa gas
buang ke udara bebas dengan menggunakan alat
uji emisi. Dalam hal ini ada 3 macam pengujian
yang akan dilakukan yaitu pengujian tanpa alat
elektrolisis, pengujian menggunakan cup
elektrolisis, dan pengujian menggunakan
conection langsung ke tabung elektrolisis.
Kemudian satu persatu rangkaian dilakukan
ujicoba, sesudah semua komponen dalam
keadaan steady maka diukur kadar kandungan
partikel NOx yang terdapat dalam gas yang
keluar dari exhaust dengan menggunakan alat uji
emisi.
Pengukuran kadar kandungan partikel NOx
yang terdapat dalam gas buang dilakukan
kembali dengan cara yang sama, dengan
memberi variasi pembebanan pada motor diesel.
Dan data yang diambil dapat dikemas dalam
tabel sebagai berikut :
� Pengambilan data pada titik A yaitu tanpa
menggunakan alat elektrolisisi
Pada pipa gas buang di ukur kadar Nox-nya hal
ini pada putaran tetap selain putaran tetap juga
di pakai beban tetap yaitu 1500 watt. RPM 2400
untuk diesel Engine, dan untuk genset di set
pada RPM 1500.
Tabel 3.2 Rencana Pengambilan Emisi Tanpa
Alat lektrolisis
� Pengambilan data pada titik B yaitu
menggunakan alat elektrolisisi yang terhubung
dengan pipa kecil
Pada pipa gas buang di ukur kadar Nox-nya hal
ini pada putaran tetap
RPM konstan 2400 RPM
Tabel 3.3 Rencana Pengambilan Emisi
Dengan Pipa Kecil
� Pengambilan data pada titik C yaitu
menggunakan alat elektrolisisi yang terhubung
dengan pipa besar.
Pada pipa gas buang di ukur kadar Nox-nya hal
ini pada putaran tetap
RPM konstan 2400 RPM
BEBAN NOx SOx PM TEMPERATUR
GAS BUANG
1500
Watt
BEBAN NOx SOx PM TEMPERATUR
GAS BUANG
1500
Watt
10
Tabel 3.4 Rencana Pengambilan Emisi
Dengan Pipa Besar
III.10 Analisa Data dan Pembahasan
Setelah percobaan dan pengambilan data
penelitian selesai. Selanjutnya adalah dilakukan
analisa terhadap pengaruh uapa air dan gas hasil
elektrolisis terhadap kandungan Nox pada gas
buang motor diesel.
III.11 Pengambilan kesimpulan
Selanjutnya adalah pengambilan
kesimpulan dari semua percobaan yang
dilakukan dan jawaban dari semua pertanyaan
yang mendasari pelaksanaan tugas akhir ini.
III.12 Penyusunan Laporan
Pada tahap akhir ini kemudian dilakukan
penyusunan laporan dari semua percobaan yang
dilakukan. Seluruh hasil penelitian di
dokumentasikan dalam bentuk laporan tugas
akhir.
III.13 Diagram Alir (Flowchart)
Berikut adalah diagram alir pengerjaan
skripsi ini:
IV. ANALISA DAN INTERPRETASI
HASIL
Bab ini akan membahas secara umum
pelaksanaan ekpserimen dan pencatatan data-
data hasil eksperimen serta perhitungan-
perhitungan yang berkaitan dengan data-data
eksperimen. Penjelasan hasil perhitungan ini
selanjutnya mengantarkan tugas akhir pada
kesimpulan sesuai pada latar belakang,
permasalahan, batasan masalah dan tujuan tugas
akhir.
IV.1 Uji Perfoma
IV.1.1 Persiapan Motor Diesel Dan
Generator
Persiapan ini dilakukan untuk
mengetahui perfoma maksimum motor diesel
dengan generator dengan pembebanan konstan,
1500 kW. Dari awal putaran motor diesel diset
untuk 2400 rpm dan generator 1500 rpm.
Parameter yang dicatat antara lain : arus,
tegangan, waktu habis bahan bakar, temperatur
exhaust manifold. Berikut ini tabel hasil uji
performa :
BEBAN NOx SOx PM TEMPERATUR
GAS BUANG
1500
watt
11
Tabel 4.1 Hasil Uji Perfoma Motor Diesel -
Generator
Dari data tabel diatas terlihat bahwa
putaran motor diesel dan generator tidak tepat
2400 rpm dan 1500 rpm. Hal ini disebabkan
oleh human error pada saat menambah dan
mengurangi swicth gas motor disel. Tetapi nilai-
nilai tersebut tidak terpaut jauh dari nilai yang
direncanakan. Untuk pembebanan yang
dilakukan yaitu menggunakan beban konstan
1500 Watt.
IV.1.2 Uji Sistem Elektrolisis
Berikut ini tabel hasil uji sistem elektrolisis
pipa kecil :
Tabel 4.2 Hasil Uji Performa Motor Diesel
memakai pipa kecil, Pipa Besar dan
Generator Variasi Beban Putaran Putaran Arus Tegangan Waktu
20ml Exhst.
(Watt) Engine
(rpm)
Genarator
(rpm)
(A) (V) Bahan
Bakar
Manifold
(0C)
tanpa
alat
1500 2402 1559 6.81 233 81 209
pipa
kecil
1500 2403 1564 6.6 238 84 197
pipa
besar
1500 2402 1561 6.6 237 83 195
Setelah uji coba menggunakan pipa
kecil selanjutnya dilakukan percobaan
mengguankan pipa besar. Hal ini dilakukan
untuk mengetahui peralatan sudah berjalan
sesuai rencana atau belum. Dimana jika
peralatan belum memenuhi tujuan maka
dilakukan pembenahan lagi. Hingga alat
sempurna dan siap dilakukan pengambilan data
emisi gas buang. Percobaan pipa kecil ini
dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari gas
hasil elektrolisis terhadap emisi gas buang dari
motor diesel. Yang mana variasi ini nanti
dilakukan perbandingan terhadap penggunaan
pipa besar/ variasi kedua,.
Tabel diatas adalah hasil uji coba alat
elektrolisis, dimana ada 2 variasi yang pertama
adalah menggunakan pipa kecil dan yang kedua
menggunakan pipa besar. Gas hasil elektrolisis
ini dimasukkan ke intake manifold yang
kemudian bercampur dengan udara bilas.
IV.2 Ekperimen Alat Elektrolisis
IV.2.1 Umum Pelaksanaan Eksperimen
Untuk pelaksanaan experiment pertama
kali adalah pemasangan alat elekrolsis pada
motor diesel. Utuk variasi 1 mengguakan pipa
plastik kecil dan variasi 2 mengguankan pipa
plastik besar. Untuk yang pipa besar
meggunakan pipa karet sebagai manifold
sekaligus untuk mengurangi getaran engine
terhadap alat elektrolisis.
Dalam eksperimen ini menggunakan
brban konstan yaitu 1500 W (1.5 kW) untuk
tiga kondisi yaitu kondisi tanpa alat
elektrolisis, kondisi menggunakan pipa kecil.
Dan kondisi menggunakan pipa besar.
Dimana motor diesel bekerja pada beban
1500 W. Agar proses tidak banyak losses atau
error maka motor diesel tersebut dibuat steady
untuk beberapa waktu (masa ini juga
dipergunakan untuk mencocokkan putaran
engine mendekati atau tepat 2400 rpm dan
1500 rpm untuk generator). Setelah itu baru
dilakukan pengujian emisi, yaitu pengambilan
data kadar NOx, SOx dan Partikulat Material.
Selain itu juga dilakukan pencatatan untuk
putaran motor diesel, generator (dengan
tachometer), arus beban (dengan ampere
meter), tegangan beban (dengan volt meter),
waktu habis 20 ml bahan bakar (dengan
stopwacth), temperatur exhaust manifold
(dengan kalor meter). Hal yang sama untuk
beberapa variasi yaitu pipa kecil dan pipa
besar.
Beban Putaran Putaran Arus Tegangan Waktu
20ml
Exhst.
(Watt) Engine
(rpm)
Genarator
(rpm)
(A) (V) Bahan
Bakar
Manifold
(0C)
1500 2402 1559 6.81 233 81 209
12
IV.2.2 Pengambilan Data
Berikut ini adalah tabel data-data hasil
pencatatan :
Waktu lama pengambilan emisi dari gas
buang ;
NOx : 30 detik
SOx : 60 detik
PM : 30 detik
Hasil pencatatan data terdapat pada table
table dibawah ini, ada tiga tabel yaitu tabel
tanpa menggunakan alat elektrolisis, tabel
menggunakan pipa kecil dan tabel
menggunakan pipa besar. Untuk data yang
di ambil yaitu emisi dalam bentuk NOx ,
SOx , dan PM, diman satuan yang
didapatkan dalam bentuk (ppm) kecuali PM
dalam gr/m3.
Tabel 4.3 Pencatatat Data Kondisi Tanpa
Alat dengan pipa kecil, dan pipa besar :
Variasi Beban Putaran
Put.
Generator Arus Tegangan
Waktu
20 ml
(W) Engine
(rpm) (rpm) (A) (V)
Bahan
Bakar (t)
tanpa
alat 1500 2401 1559 6.6 233 82
pipa kecil
1500 2400 1558 6.6 233 85
pipa
besar 1500 2402 1558 6.6 233 84
Variasi Ex.Manifold
Cooler
In
Cooler
Out NOx SOx PM
alat (0C) (0C) (0C) (ppm) (ppm) (mg/m3)
tanpa
alat 192 33 52
26.1747 8.8874 5.2
pipa
kecil 194 34 56
24.8607 8.1366 6.6
pipa
besar 190 34 55
16.8725 8.2131 10.4
Dari tabel-tabel diatas kedua kondisi dapat
terlihat bahwa putaran dari motor diesel dan
generator tidak bisa selalu tepat pada nilai
masing-masing 2400 rpm dan 1500 rpm. Tetapi
untuk putaran motor diesel penyimpangan yang
ada pada saat pencocokan dan pengukuran
sangat kecil bila dibandingkan dengan putaaran
dari generator, dengan rata-rata kelebihan
putaran 56 sampai 68 rpm.
Sedangkan untuk perbedaan nilai untuk kadar
setiap NOx, SOx dalam satuan ppm (part per
million) dan PM dalam satuan mg/m3 dapat
terlihat adanya kecenderungan penurunan dari
kondisi gas buang sebelum dan sesudah
menggunakan alat elektrolisis.
13
IV.5 Grafik Perbandingan Variasi
• Perbandingan Kadar NOx Tanpa alat,
Dengan pipa Kecil, dan pipa Besar
Gambar 4.2 Grafik Perbandingan Kadar
NOx
Dari gambar grafik diatas dapat dilihat
perbandingan kadar NOx pada masing masing
kondisi percobaan. Dimana ada tiga variasi
tanpa alat, variasi menggunakan pipa kecil dan
variasi menggunakan pipa besar. Dimana
kandungan NOx mengalami penurunan pada
setiap variasi. Untuk penurunan NOx paling
banyak pada variasi pipa besar. Yang mana
penurunan ini disebabkan oleh adanya
penambahan uap air kedalam udara bilas. Uap
air ini menyebabkan penurunan suhu di ruang
pembakaran sehingga dapat mereduksi
pembentukan NOx. Untuk pipa kecil penurunan
NOx sangat kecil, jika dibandingkan dengan
pipa besar . Hal ini dikarenakan uap air yang
mengalir di pipa kecil tidak sebanyak uap air
yang mengalir pipa besar. Sehingga temperatur
diruang pembakaran tetap tinggi dan NOx
sedikit yang direduksi.
• Perbandingan Kadar SOx Tanpa Alat,
Dengan pipa Kecil, dan pipa Besar
Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Kadar
SOx
Pada Grafik perbandingan kadar SOx
diatas dapat terlihat adanya penurunan jumlah
partikel SOx. Dimana variasi pipa kecil
penurunan jumlah partikel cukup banyak bila
dibanding dengan pipa besar. Hal ini disebabkan
pada pipa kecil terjadi proses penambahan gas
hasil elektrolisis berupa gas hydrogen.
Penambahan gas hydrogen ini menyebabkan
konsumsi bahan bakar motor diesel dapat
berkurang. Sehingga dapat mereduksi
kandungan SOx pada gas buang. Sedangkan
yang terjadi pada pipa besar adanya penambahan
uap air dan gas hasil elektrolisis. Menyebabkan
kandungan SOx sedikit naik jika dbandingkan
dengan pipa kecil.
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
1500
NOx
tanpa alat
pipa kecil
pipa besar
Watt
gr/kWh
0.470.480.49
0.50.510.520.530.540.55
1500
SOx
tanpa alat
pipa kecil
pipa besar
Watt
gr/kWh
14
• Perbandingan Kadar PM Tanpa Alat,
Dengan pipa Kecil, dan pipa Besar
Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Kadar PM
Grafik diatas menjelaskan tentang
kandungan PM pada tiap tiap variasi percobaan.
Dimana terjadi kenaikan jumlah partikel pada
setiap varisai percobaan. Pada percobaan cup
kecil kenaikan PM terjadi dikarenakan
penambahan gas hasil elektrolisis dan uap air.
Sehingga pembakaran engine kurang sempurna
hal ini berakibat pada meningkatnya jumlah PM.
Sedangkan untuk cup besar dengan kadar uap air
yang lebih banyak, berpegaruh pada proses
pembakaran engine. Sehingga kadar PM yang
dihasilkan lebih banyak dari pada pipa keci.
IV.6 Perbandingan NOx dan Limit NOx IMO
Annex VI
Sesuai dengan tujuan dari tugas akhir
ini maka dilakukan perbandingan langsung
untuk kadar NOx sebelum dan setelah
menggunakan alat elektrolisis pipa kecil
atau pipa besar dengan grafik limit kadar
NOx dari IMO Annex VI. Berikut ini tabel
data perbandingan kadar NOx yang
dimasukkan dan hasil penggabungan grafik :
Tabel 4.8 kadar NOx dalam (gr/kWh)
NO Variasi Beban RPM NOX(gr/kWh)
1
tanpa
alat 500 2401 4.142131954
2
pipa
kecil 500 2400 4.00877492
3
pipa
besar 500 2402 2.68236237
Pada grafik diatas tersebut terlihat
bahwa untuk limit kadar NOx yang
digunakan sekarang hingga tahun 2010
adalah pada kurva berwarna merah, dan
kadar NOx pada motor diesel sesudah
menggunakan pipa kecil dan pipa besar
terlihat seperti garis lurus vertical. Kadar
NOx tersebut masih dibawah regulasi dari
MARPOL. Gas buang sebelum dan sesudah
menggunakan pipa kecil dan pipa besar
terlihat sangat jelas masih jauh dibawah
standar limit kadar NOx. Hal ini disebabkan
karena motor diesel yang digunakan masih
dalam skala dan dimensi kecil dan juga
bahan bakar yang digunakan adalah MDO,
bukan HFO. Sehingga gas buang yang
dihasilakn lebih sedikit.
Dimana dalam hal ini yang ditekankan
adalah pada eksperimen ini system
elektrolisis dapat menurunkan kadar NOx
hingga dibawah batas kadar NOx standar
yang ditetapkan IMO.
IV.7 Perbandingan SOx dan Limit SOx
IMO AnnexVI
Sesuai dengan tujuan dari tugas akhir
ini maka dilakukan perbandingan langsung
untuk kadar SOx sebelum dan setelah
menggunakan alat elektrolisis pipa kecil
atau pipa besar dengan grafik limit kadar
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
1500
PM
tanpa alat
pipa kecil
pipa besar
Watt
gr/kWh
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 20040060080010001200140016001800200022002400260028003000Nox Limits, gr/kW.h
Rated Engine Speed ,rpm
Perbandingan NOx setelah Wet Scrubber dengan MARPOL Annex
VI NOx Emission Limits
TIER I TIER II
15
SOx dari IMO Annex VI. Untuk standar
limit kadar SOx ini tidak seperti pada
standar limit kadar NOx, yaitu hanya ada
satu batasan yaitu tidak boleh lebih dari 6
gr/Kw.h untuk semua putaran motor diesel.
Berikut ini tabel data kadar SOx dan
hasil penggabungan grafik perbandingannya
:
Tabel 4.9 Perbandingan SOx Tanpa Alat
Dengan Pipa kecil Dengan Pipa Besar
NO Variasi Beban RPM SOx(gr/kWh)
1
tanpa
alat 1500 2401 0.539459448
2
pipa
kecil 1500 2400 0.495533776
3
pipa
besar 1500 2402 0.498206562
Dari data tabel 4.14 kemudian dibuat sebuah
grafik yang dibandingka dengan batas
maximum dari MARPOL Annex VI SOx
Emission limits
Pada grafik diatas tersebut terlihat
bahwa untuk limit kadar SOx yang digunakan
sekarang adalah pada kurva berwarna ungu dan
kadar SOx pada motor diesel sebelum alat dan
setelah alat elektrolisis masih dibawah batas
yang ditetapkan. Hal ini disebabkan karena
motor diesel yang digunakan masih dalam skala
dan dimensi kecil dan juga bahan bakar yang
digunakan adalah MDO, bukan HFO. Selain itu
penambahan gas hasil elektrolisis dan uap air
sangat berpengaruh dalam hal ini.
4.8 Persentase Penurunan NOx , SOx
dan PM
Nilai penurunan atau kenaikan emisi
yang terjadi dapat dicari dengan cara :
Dimana :
Ka = Kadar Gas Tanpa
(gr/kWh)
Kb = Kadar Gas setelah memakai pipa
kecil /pipa besar (gr/kWh)
Rumusan diatas digunakan untuk
mencari persentase penurunan maupun
kenaikan, dengan cara di kalikan 100%. Dari
data tersebut untuk kadar PM mengalami
kenaikan sehingga terdapat tanda –(
negative). Perhitungan tersebut akan
didapatkan prosentase seperti ditabel
dibawah ini:
Tabel 4.10 perhitungan prosentase
penurunan emisi gas buang NOx
Nox
variasi RPM beban %
pipa kecil 2400 1500 3.2195264
pipa besar 2402 1500 35.241986
Dari tabel tersebut kadar NOx
mengalami penurunan dari kondisi awal tanpa
alat elektrolisis, sebesar 3,219% pada pipa kecil,
dan 35,2419% untuk pipa besar.
0
1
2
3
4
5
6
7
1500
SOx
tanpa alat
pipa kecil
pipa besar
MARPOL
Watt
gr/kWh
16
Tabel 4.11 perhitungan prosentase
penurunan emisi gas buang SOx
Sox
variasi RPM beban %
pipa kecil 2400 1500 8.1425347
pipa besar 2402 1500 7.6470783
Tabel tersebut menjelaskan penurunan
SOx jika dibandingkan dengan kondisi tanpa
alat elektrolisis sebesar 8,1425% untuk pipa
kecil. Dan untuk variasi pipa besar mengalami
penurunan
Tabel 4.12 perhitungan prosentase kenaikan
emisi gas buang PM
PM
variasi RPM beban %
pipa
kecil 2400 1500 27.34644
pipa
besar 2402 1500 99.870294
Tabel diatas adalah kadar kenaikan PM
pada gas buang jika dibandingkan dengan
kondisi tanpa alat elektrolisis. Kenaikan sebesar
27, 3464% untuk pipa kecil dan 99,8702%
untuk pipa besar.
Dari beberapa tabel 4.15 kemudian
digambarkan dalam grafik sebagai berikut:
Gambar 4.7 Grafik Prosentase Penurunan
Nox jika dibandingkan denagn kondisi awal
tanpa alat elktrolisis.
Dari gambar grafik 4.7 dapat dijelaskan
bahwa terjadi penurunan pada partikel NOx
pada tiap tiap variasi, untuk variasi pipa besar
mengalami penurunan yang cukup besar. Hal ini
dikarenakan pengaruh dari uap yang mampu
menurunkan suhu diruang pemakaran. Dengan
semakin rendahnya temperature ruang
pembakaran akan menyebabkan proses
terbentuknya NOx semakin berkurang.
Gambar 4.8 Grafik Prosentase Penurunan
Sox, jika dibandingkan dengan kondisi awal
tanpa alat elektrolisis.
Pada gambar 4.8 ini menjelaskan
prosentase penurunan emisi yang terjadi pada
SOx. Penurunan yang tertinggi yaitu
menggunakan variasi pipa kecil. Hal ini
dikarenakan pada pipa kecil konsumsi bahan
bakar lebih sedikit jika dibandingkan dengan
pipa besar. Maka dengan konsumsi bahan bakar
yang sedikit berarti kadar sulfur yang dihasilkan
oleh pembakaran juga berkurang. Sehingga
emisi SOx nya lebih sedikit jika dibandingkan
dengan pipa besar.
Gambar 4.9 Grafik Prosentase Penurunan
PM, jika dibandingkan dengan kondisi awal
tanpa alat elektrolisis.
PM terbentuk dari pembakaran yang kurang
sempurna. Pada pemakaian alat elektrolisis ini
05
10152025303540
1500
NOx
pipa kecil
pipa besar
%
Watt
7.37.47.57.67.77.87.9
88.18.2
1500
SOx
pipa kecil
pipa besar
%%
Watt
020406080
100120
1500
PM
pipa kecil
pipa besar
%%
Watt
17
menyebabkan meningkatnya PM pada gasbuang
motor diesel. Dimana dengan pengaruh uap air
yang dimasukkan ke engine menyebabkan
proses pembakaran terganggu karena turunnya
temperature ruang pembakaran.
V. KESIMPULAN
1) Partikel NOx pada gas buang dapat
tereduksi sebesar 3.219526 % pada pipa
kecil, sedangkan pada pipa besar
sebesar 35.24199 %.
2) Partikel SOx pada gas buang dapat
tereduksi sebesar 8.142534695 % pada
pipa kecil, sedangkan untuk pipa besar
sebesar 7.647078284 %.
3) Partikel PM mengalami kenaikan
sebesar 27.346440 % pada pipa kecil,
dan 99.870294% pada pipa besar.
4) Pada pipa kecil baik untuk mereduksi
SOx hal ini dikarenakan bahan bakar
yang digunakan lebih irit sehingga kadar
sulfur dalam gas buang dapat dikurangi.
Pada pipa besar baik untuk mereduksi
NOx hal ini dikarenakan penambahan
uap air pada proses pembakaran
menyebabkan penurunan temperatur
ruang pembakaran dan NOx dapat
direduksi. Sedangkan untuk PM pada
pipa kecil dan pipa besar mengalami
kenaikan hal ini disebabkan karena
proses pembakaran kurang sempurna
sehingga partikel PM yang dihasilkan
lebih banyak dari pada kondisi normal.
Daftar Pustaka
1. IMO, Annex VI MARPOL 73/78
Regulation for the Prevention of Air
Pollution from Ships and NOx Technical
Code. International Maritime
Organization, London, (1998).
2. H.S.Kim, et. Al.,’’Development of diesel
engine emission control system on Nox
and Sox by seawater electrolisis’’ (2004)
24th CIMAC 132-145
3.Elektrolisis,(http://id.wikipedia.org/wiki/el
ektrolisis. dikutip pada 30 Mei 2009 jam
18.43 WIB)
4. Wright AA, “Exhaust Emissions from
Combustion Machinery”, The Institute of
Marine Engineer, London,( 2000) 124-
132
5. Sudirman urip,” Hemat BBM Dengan
Air”, Kawan Pustaka, jakarta, (2009) 10-
25
6. Isnaini, Andi Fahma [2008], Studi Kasus
Turunnya Performa Motor Diesel
Berbahan Bakar Bila Dibandingkan
Ketika Berbahan Bakar Solar, Jurusan
Teknik Sistem Perkapalan FTK ITS,
Surabaya
7. Noventus Hendyta A.P[2009], Kajian
Eksperimen Penggunaan Wet Scrubber
Untuk Mengurangi Kadar SOx Dan NOx
Pada Motor Diesel, Jurusan Teknik
Sistem Perkapalan FTK ITS, Surabaya
8. The Physics Factbook™, Glenn Elert ,
http://hypertextbook.com/
9. US EPA, Control of Emissions of Air
Pollution , US Code of Federal
Regulation, 1998.
10. Totok Sugianto [2009], Penurunan
Kadar NOx Dan SOx Pada Motor Diesel
Berbahan Bakar MDO Dengan Metode
Elektrolisa Air Laut, Jurusan Teknik
Sistem Perkapalan FTK ITS, Surabaya
top related