Emisi gas buang terutama dari PLTU batubara harus dibuat seramah mungkin
dengan lingkungan. Sekitar 60% listrik dunia saat ini bergantung pada batubara,
hal ini dikarenakan PLTU batubara bisa menyediakan listrik dengan harga murah. Gas-gas
buang yang mencemari dan membahayakan lingkungan perlu di treatment sedemikian
rupa sehingga tidak lagi membahayakan lingkungan. Batubara adalah bahan bakar
yang mengandung sulphur cukup tinggi yakni 0,5% (5 kg/ton batubara) sehingga
ketika dibakar akan menimbulkan emisi gas SO2 dan SO3 atau kelompok gas SOx.
Gas-gas tersebut apabila diemisikan di atmosfer akan menimbulkan hujan asam.
Hujan asam tersebut akan membuat rusak tanah pertanian, hutan-hutan karena
photosintesis tidak sempurna, matinya biota laut perairan dan korosi
benda-benda logam baik kendaraan, bangunan dan sebagainya bahkan kesehatan
manusia berupa gangguan pernafasan seperti asma, bronkhitis kronis hingga
kerusakan paru-paru permanen.
Sebagai contoh Cina menyatakan lebih setengah kota-kota di negara itu
mengalami hujan asam dan hanya sedikit yang memiliki udara segar. Seperenam
sungai-sungai besar sangat terpolusi sehingga airnya dipandang tidak baik untuk
pertanian. Pengawas polusi menyatakan 16,4% sungai besar Cina bahkan tidak
memenuhi standar pengairan pertanian. Air dari kota-kota besar seperti
Shanghai, Tianjin dan Guangzhou dinyatakan sangat terpolusi. Hanya daerah pulau
wisata Hainan dan sebagian pantai utara yang dianggap benar-benar sehat. Hanya
3,6% dari 471 kota yang dimonitor mendapatkan peringkat teratas dalam hal
kebersihan udara.
Upaya meminimalisir emisi gas SOx (
termasuk
sulfur dioksida (SO2), sulfur monoksida (SO), dan sulfur trioksida (SO3)) dilakukan
dengan treatment gas buang desulphurisasi atau istilahnya FGD (Flue Gas
Desulphurisation). 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 (wet limestone).
Sekitar 18% (atau 25 gigawatt) menggunakan spray-dry scrubbers atau sorbent
injection systems.
Penggunaan FGD tersebut saat
ini, telah diperkenalkan ke berbagai tempat yang menggunakan bahan bakar fosil
seperti insinerator batu bara dan insinerator limbah.
Pada dasarnya teknik FGD ada beberapa macam tetapi secara umum bisa
dibedakan menjadi 2 yakni metode basah misalnya dengan penyerapan larutan kapur
basah atau air laut, metode kering misalnya activated carbon dan metode
semi-kering. Metode basah adalah metode paling banyak digunakan. "Metode gipsum kapur", yang merupakan salah
satu metode basah, telah menjadi arus utama (mainstream) di dunia sebagai
proses pengolahan gas buang berkapasitas besar terutama untuk pembangkit
listrik tenaga panas. Pertimbangan untuk pemilihan teknik FGD tersebut
diantaranya skala, biaya, jenis produk sampingan,
dan aplikasinya. Metode kapur-gipsum mempersulit proses pemulihan gypsum dan
proses pengolahan air limbah, sehingga tidak cocok untuk diaplikasikan pada
boiler kecil. Oleh karena itu, di pabrik skala kecil, "metode magnesium
hidroksida" yang menggunakan magnesium hidroksida, yang merupakan alkali
murah di samping kapur, sering digunakan. Metode soda adalah metode basah yang
biasa digunakan di pabrik pulp dan peralatan skala kecil pada paruh kedua tahun
1960-an, tetapi karena soda kaustik sebagai penyerap mahal dan biaya operasi
tinggi, metode yang menggunakan magnesium hidroksida, yang merupakan penyerap
yang lebih murah, telah diadopsi.

Pada tahun 1960an Jepang banyak mengembangkan teknik FGD kering dan sejak
tahun 1980an teknik FGD basah mulai banyak digunakan sampai saat ini. Saat ini Jepang semua sudah memasang peralatan FGD
tersesbut, namun dipastikan kebutuhan di China dan Asia Tenggara akan bertambah
di masa mendatang. Oleh karena itu, dalam beberapa tahun terakhir, sebagian
besar produsen alat FGD telah menyadari perkembangan teknologi yang diterapkan
ke pasar luar negeri, dan pengembangan perangkat desulfurisasi sederhana yang
sesuai untuk negara berkembang yang mudah dioperasikan dan berbiaya rendah
sedang dilakukan. Ada juga produk samping dari FGD tersebut yang
bernilai ekonomi yakni FGD gypsum. Di Indonesia baru ada satu PLTU yang
menggunakan FGD dengan kapur basah (wet limestone) dan menghasilkan FGD gypsum
yakni di PLTU Tanjung Jati, Jepara, Jawa Tengah. Sedangkan PLTU yang
lainnya masih menggunakan teknik basah dengan scrubber air laut (sea water
absorbtion).
Metode desulphurisasi dengan activated carbon ternyata juga simultan dengan
denitrasi serta fungsi untuk menghilangkan
komponen lain seperti penghilangan dioksin dan penghilangan elemen logam berat.
Metode adsorpsi activated carbon terdiri dari menara adsorpsi, menara desorpsi,
dan perangkat transfer sirkulasi activated carbon. Ketika komponen lain seperti
NOx juga teradsorpsi, modul yang terdiri dari sejumlah sel activated carbon membentuk
menara adsorpsi, dan setiap komponen dalam gas buang dibuang saat melewati
setiap modul.
Pembangkit Listrik Dengan FGD Activated Carbon
Activated carbon yang telah mengadsorpsi SOx, dll.
Di menara adsorpsi dikirim ke menara desorpsi, dipanaskan hingga 350 ° C atau
lebih tinggi, dan diregenerasi. Karbon aktif hasil regenerasi didinginkan
hingga 150 ° C atau lebih rendah di bagian pendingin, kemudian debu dipisahkan
dengan penyaringan dan digunakan kembali di menara adsorpsi. Sebaliknya, gas
SO2 pekat yang diperoleh dicuci dan dimurnikan, kemudian dioksidasi atau
direduksi, dan akhirnya dipulihkan sebagai asam sulfat, unsur sulfur, atau
sejenisnya.

Arang
aktif (activated carbon) memiliki luas permukaan besar karena banyaknya
pori-pori dari permukaannya. Pori-pori tersebut sengaja dibuat untuk
meningkatkan efisiensi penjerapan (adsorption). Semakin banyak pori-pori
terbentuk semakin luas permukaan activated carbon tersebut. Berdasarkan
ukurannya pori-pori tersebut dibedakan menjadi macropore, mesopore dan
micropore. Activated carbon dari tempurung kelapa memiliki banyak micropore,
sedangkan activated carbon dari kayu didominasi mesopore dan macropore
(micropore hanya memiliki porsi kecil) karena struktur kayu juga lebih terbuka.
Untuk activated carbon dari batubara distribusi micropore, mesopore dan
macropore hampir merata. Berdasarkan karakteristik diatas maka activated carbon
tempurung kelapa banyak digunakan untuk menjerap molekul-molekul kecil dari gas
dan cairan. Activated carbon dari tempurung kelapa dan cangkang sawit diperkirakan
paling sesuai untuk proses FGD (flue gas desulphurisation) tersebut.