FGD Gypsum

PLTU batubara adalah salah satu jenis instalasi pembangkit listrik dimana tenaga listrik didapat dari mesin turbin yang diputar oleh uap (steam turbine) yang dihasilkan dari pemanasan menggunakan batubara. PLTU batubara merupakan sumber utama dari listrik dunia saat ini. Sekitar 60% listrik dunia saat ini bergantung pada batubara, hal ini dikarenakan PLTU batubara bisa menyediakan listrik dengan harga murah. Kelemahan utama PLTU batubara adalah pencemaran emisi karbon sangat tinggi, paling tinggi dibanding bahan bakar lain. Lebih jauh batubara yang merupakan bahan bakar fossil juga merupakan carbon positive, sedangkan biomasa merupakan energi terbarukan dan carbon neutral. 

Pada PLTU batubara sebagai upaya untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan, maka telah dikembangkan sistem peralatan yang mampu memisahkan gas-gas polutan seperti SOx dan NOx dalam gas buang dari pembakaran batubara. Pemisahan polutan dapat dilakukan menggunakan penyerap batu kapur atau Ca(OH)2. Gas buang dari cerobong tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam fasilitas flue gas desulfurization (FGD) dan kemudian disemprotkan udara sehingga SO2 dalam gas buang teroksidasi oleh oksigen menjadi SO3. Gas SO3 tersebut didinginkan dengan air, H2O sehingga terjadi reaksi dengan air tersebut dan membentuk asam sulfat (H2SO4). Asam sulfat tersebut selanjutnya direaksikan dengan batu kapur, Ca(OH)2 sehingga didapat pemisahan berupa gipsum, CaSO₄·2H₂O atau kalsium sulfat. Selanjutnya gas buang yang keluar dari unit FGD tersebut sudah sekitar 90% terbebas dari senyawa oksida sulfur (SOx) sehingga bisa diterima ambang emisi SOx yang dipersyaratkan. 

Sebagian besar sistem FGD menggunakan dua tahap: pertama untuk menghilangkan abu terbang (fly ash) dan yang kedua, untuk menghilangkan SO2. Upaya telah dilakukan untuk menghilangkan fly ash dan SO2 dalam satu kolom scrubber. Namun, sistem ini mengalami masalah perawatan parah dan efisiensi pemisahan SO2 yang rendah. Dalam sistem wet scrubber, gas buang biasanya pertama melewati melalui alat pemisahan fly ash, baik pengendap elektrostatik atau baghouse, dan kemudian ke absorber SO2. 

Hasil samping berupa gipsum sintetis tersebut memiliki senyawa kimia yang sama dengan gipsum alam. Penggunaan FGD dalam unit pembangkit listrik batubara selain mengurangi sumber polutan penyebab hujan asam yakni senyawa oksida sulfur (SOx), hasil samping berupa gipsum yang dihasilkan juga memiliki nilai ekonomi.  FGD selain umum digunakan pada pltu batubara juga digunakan pada incinerator limbah untuk maksud yang sama. Pada Juni 1973, ada 42 unit FGD yang beroperasi, 36 di Jepang dan 6 di Amerika Serikat, dengan kapasitas mulai dari 5 MW hingga 250 MW. Pada sekitar tahun 1999 dan 2000, unit FGD sedang digunakan di 27 negara, dan ada 678 unit FGD yang beroperasi pada kapasitas total pembangkit listrik sekitar 229 gigawatt. Sekitar 45% kapasitas FGD berada di AS, 24% di Jerman, 11% di Jepang, dan 20% di berbagai negara lain. Sekitar 79% dari unit, mewakili sekitar 199 gigawatt kapasitas, menggunakan kapur basah. Sekitar 18% (atau 25 gigawatt) menggunakan spray-dry scrubbers atau sorbent injection systems.