HHV, LHV, Suhu Nyala Adiabatik & Emisi

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Tugas mata kuliah Sistem Utilitas I

Citation preview

TUGAS SISTEM UTILITAS IAnalisa Batubara Miosen di Formasi Pamaluan Kecamatan Kuala Samboja Kabupaten Kertanegara Kalimantan Timur

Disusun oleh:1. Melda Zulfani (03031181419047)2. Endah Riana Maya (03031181419069)3. Febri Sandi (03031281419153)4. Risky Vernando (03031181419005)5. Irwanto Sanjaya(03031181419041)6. Achmad Daniel Rifky (03031181419053)7. Camelia Maharani (03031281419083)8. M. Iqbal Septiady(03031181419029)9. Vera Dona (03031381419115)

Dosen Pengampu:Budi Santoso, ST., M.T.

JURUSAN TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SRIWIJAYA2015

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah, Tuhan semesta alam yang telah memberikan kami kemampuan dan kesanggupan dalam menyelesaikan tugas mata kuliah Sistem Utilitas I ini. Shalawat dan salam kami curahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah menerangi dan menuntun umat manusia dalam pencaharian pengetahuan yang lebih luas dan mendalam.Makalah dengan judul Batubara Miosen ini berisikan sejumlah materi berkenaan subjenis miosen sebagai salah satu pembagian batubara berdasarkan umur pembentukannya. Materi yang dimaksud meliputi perhitungan high heating value (HHV), low heating value (LHV), jumlah udara yang dibutuhkan secara teoritis, suhu nyala adiabatik, dan jumlah emisi selama permbakaran. Akhir kata, tiada gading yang tak retak, namun dari keretakan itulah timbul inisiatif dan motivasi dalam mencapai kesempurnaan. Kami yakin bahwa makalah ini masih memerlukan sejumlah perbaikan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun senantiasa kami harapkan demi perbaikan di masa depan. Terima kasih.

Indralaya, 14 November 2015

Tim Penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar 2Daftar Isi3

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 41.2 Rumusan Masalah 41.3 Tujuan 41.4 Manfaat 5

BAB II PEMBAHASAN 2.1 Formasi Pamaluan 62.2 High Heating Value (HHV) dan Low Heating Value (LHV) 82.3 Jumlah Udara Pembakar yang Dibutuhkan secara Teoritis 102.4 Suhu Nyala Adiabatik 102.5 Jumlah Emisi Gas selama Proses Pembakaran 11

BAB III PENUTUP3.1 Kesimpulan 143.2 Saran 14

Daftar Pustaka 15

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPerkembangan ilmu pengetahuan dan perkembangan teknologi dalam dunia pendidikan di masa sekarang berkembang dengan kemajuan yang sangat pesat. Hal ini sudah pasti dapat berpengaruh baik secara langsung maupun tidak langsung pada berbagai aspek diantaranya aspek industri.Dunia industri kini dituntut untuk tidak hanya mempelajari, namun juga mengungkap, menggali, mengembangkan, dan mengaplikasikan berbagai variasi potensi yang ada pada permukaan bumi. Terkhusus untuk dunia pendidikan, dunia industri menuntut para sarjana untuk bukan hanya sekedar untuk mengembangkan pengetahuan saja, melainkan juga untuk menguasai pemahaman dan penerapan ilmu tersebut di lingkungan masyarakat.Sebagai bentuk nyata pemanfaatan pengetahuan mahasiswa di lingkungan masyarakat, maka pada mata kuliah Sistem Utilitas I ini, kami sebagai mahasiswa Teknik Kimia Universitas Sriwijaya diberikan kesempatan untuk mengaplikasikan salah satu materi ajar dari mata kuliah yang dimaksud dalam kehidupan sehari-hari .Makalah ini merupakan salah satu bentuk penerapan pengetahuan mahasiswa dalam kegiatan sehari-hari dimana materi makalah membahas tentang analisa batubara subjenis miosen di Formasi Pamaluan Kecamatan Kuala Samboja Kabupaten Kertanegara Kalimantan Timur.

1.2 Rumusan MasalahRumusan masalah pada makalah ini antara lain:a. Bagaimana cara menghitung HHV dan LHV?b. Bagaimana cara menghitung jumlah udara pembakar yang dibutuhkan secara teoritis?c. Berapakah suhu nyala adiabatik pada batubara miosen?d. Berapakah jumlah emisi gas yang terjadi selama proses pembakaran?

1.3 TujuanAdapun tujuan dari pembuatan makalah ini antara lain:a. Mengetahui cara menghitung HHV dan LHV serta nilai HHV dan LHV di Formasi Pamaluan.b. Mengetahui cara menghitung dan nilai udara teoritis di Formasi Pamaluan.c. Mengetahaui besar suhu nyala adiabatik pada batubara miosen di Formasi Pamaluan.d. Mengetahui jumlah emisi gas yang terjadi selama proses pembakaran batubara miosen.

1.4 ManfaatManfaat pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:a. Sebagai bahan pembelajaran guna untuk menambah pengetahuan bagi para mahasiswa.b. Memberikan informasi kepada pembaca mengenai perhitungan HHV dan LHV, perhitungan udara pembakar yang dibutuhkan secara teoriris, suhu nyala adiabatik dan jumlah emisi gas yang terjadi selama pembakaran.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 FORMASI PAMALUAN

Pada formasi ini singkapan batubara dijumpai pada lahan sawit di kawasan Binaan kehutanan, tebal lapisan terukur 3m, dijumpai dua seam dengan ketebalan 3 m dan 0,1m dengan kedudukan berkisar antara N 235 E/ 15 sampai dengan N 210 E/ 10. Interpretasi dari penyebaran batubara pada formasi pamaluan ini adalah membentuk suatu lapisan Homoklin atau sayap antiklin yang melampar dengan arah relatif Timur laut Barat daya. Secara megaskopis memperlihatkan warna hitam berkilat, rapuh, pecahan concoidal, lapisan batubara bersih tidak terlihat adanya sisipan mineral pengotor, singkapan ini diapit oleh litologi batu lempung. Pada formasi pamaluan ini dijumpai 6 singkapan batubara, yang sangat berdekatan, dengan ketebalan antara 0.1 m 3 m, dari rekonstruksi diketahui merupakan 2 lapisan, masing-masingnya adalah lapisan 1 dan lapisan 2, dimana lapisan 1 mempunyai ketebalan 3 m yang merupakan lapisan bawah, dan lapisan 2 punya ketebalan 0,1m, merupakan lapisan atas. Singkapan yang merupakan masuk pada Formasi Pamaluan ini dapat dilihat pada tabel singkapan, tidak semua singkapan diplot dalam peta mengingat adakalanya singkapan tersebut sangat berdekatan sehingga dalam penggambaran terlihat berhimpitan satu sama lain. Dari analisa kimia batubara, didapat data kualitas sebagai berikut, dari conto SK.01 yang merupakan conto singkapan SBJ 06, diketahui kandungan Free Moisture 7,98 %, total moisture 14,60 % analisa ini berbasis as receives (ar), sedangkan untuk analisa proximate memperlihatkan moisture 7,19 % , Volatile matter 43,65%, fixed carbon 46,72%, kandungan abu (ash) 2,44 %, total sulfur 2,47%, nilai HGI 48, berat jenis (Specific Grafity) 1,35 dan nilai kalori 6702 cal/ gr, analisa diatas brbasis a db (air dry basis). Untuk analisa Ultimate, diketahui kandungan Carbon 77,80%, Hidrogen 5,48%, Nitrogen 1,61 % , sulfur 2,73 % , oxygen 12,38 %, analisa Ultimate ini dengan dasar daf. Sedangkan hasil analisa Petrografi menunjukkan nilai reflektan (% Rv max) 0,42, dan dengan komposisi maseral 97,8 Vitrinit, 1,4 Inertinit dan 0,3 % Leptinit. Dari rekonstruksi yang dilakukan diketahui singkapan-singkapan tersebut membentuk 2 lapisan, dimana lapisan 1 tersingkap pada lokasi SBJ.1, SBJ.2, SBJ.3, SBJ.4 dan SBJ.5, sedangkan lapisan 2 tersingkap pada lokasi SBJ.06. Lapisan 1, tebal 3m, diperkirakan mempunyai lamparan sejauh 3000 m kearah kiri dan kanan singkapan, mempunyai sumberdaya sebesar 1.338.921,494 ton, sedangkan lapisan 2. mempunyai ketebalan 0,6 m, melampar sepanjang 3000 m arah kiri dan kanan dari singkapan, mempunyai sumberdaya sebesar 308.021,223 ton.

2.2 HIGH HEATING VALUE (HHV) DAN LOW HEATING VALUE (LHV)Nilai panas (nilai pembakaran) atau HV (Heating Value) adalah jumlah panas yang dikeluarkan oleh 1 kg bahan bakar bila bahan bakar tersebut dibakar. Macam nilai pembakaran terbagi dua, yaitu:a. Nilai Pembakaran Atas (NPA atau HHV), yakni nilai pembakaran bila di dalam gas hasil pembakaran terdapat H20 berbentuk cairan.b. Nilai Pembakaran Bawah (NPB atau LHV), yakni nilai pembakaran bila di dalam gas hasil pembakaran terdapat H20 berbentuk gas.

Formasi Pamaluan : Pada Formasi ini dijumpai 2 lapisan batubara dengan kualitas, kandungan Free Moisture 7,98 %, total moisture 14,60 % analisa ini berbasis as receives (ar), sedangkan untuk analisa proximate memperlihatkan moisture 7,19 % , Volatile matter 43,65%, fixed carbon 46,72%, kandungan abu (ash) 2,44 %, total sulfur 2,47%, nilai HGI 48, berat jenis (Specific Grafity) 1,35 dan nilai kalori 6702 cal/gr, analisa diatas brbasis a db (air dry basis). Untuk analisa Ultimate, diketahui kandungan Carbon 77,80%, Hidrogen 5,48%, Nitrogen 1,61 % , sulfur 2,73 % , oxygen 12,38 %, analisa Ultimate ini dengan dasar daf. Total sumberdaya Formasi Pamaluan: 1.646.942,77 ton.

2.2.1 High Heating Value (HHV)Nilai Pembakaran Atas (NPA atau HHV), yakni nilai pembakaran bila di dalam gas hasil pembakaran terdapat H20 berbentuk cairan.Rumus Dulong & Petit:dimana:C= persentase unsure KarbonH2= persentase unsure HidrogenS= persentase unsure SulfurO2 = persentase unsure Oksigen

(2,73%)] 32340,385 kJ/kg2.2.2 Low Heating Value (LHV)Nilai Pembakaran Bawah (NPB atau LHV), yakni nilai pembakaran bila di dalam gas hasil pembakaran terdapat H20 berbentuk gas.

dimana: M= moisture (kebasahan)

2.3 JUMLAH UDARA PEMBAKAR YANG DIBUTUHKAN SECARA TEORITIS

Udara teoritis adalah jumlah minimum udara yang memberikan oksigen yang cukup untuk pembakaran tuntas terhadap semua karbon, hydrogen dan sulfur yang terkandung di dalam bahan bakar.

2.4 SUHU NYALA ADIABATIK

Temperatur nyala adiabatik adalah temperatur teoritis maksimum yang dicapai oleh produk-produk pembakaran bahan bakar tertentu dengan oksigen (atau udara), dengan asumsi tidak ada panas hilang ke lingkungan dan tidak terjadi disosiasi. Panas pembakaran bahan bakar merupakan faktor utama dalam temperatur nyala, tetapi kenaikan temperatur udara dan temperatur bahan bakar juga menyebabkan kenaikan temperatur nyala.Temperatur adiabatik terjadi pada udara lebih sama dengan nol (kondisi stokiometrik). Udara lebih tidak terlibat (secara teoritis) dalam proses pembakaran, dan hanya menyebabkan reduksi temperatur produk-produk pembakaran.

Temperatur adiabatik ditentukan dari entalpi adiabatik gas buang:

dimana:Hf = enthalpi adiabatik (kJ/kg)

Rumus empiris untuk menghitung Tad:

Temperatur udara sekitar = Temperatur pembakaran batubara

Suhu nyala adiabatik batubara lignit sebesar 2026 0C (Patabang: 2009).

2.5 JUMLAH EMISI GAS SELAMA PROSES PEMBAKARAN

Formasi Pamaluan (Tmp) litologinya dominan batu lempung, dengan sisipan batu pasir kuarsa, batu gamping klastik, dan batubara lignit (Sumaatmadja: 2002).Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya. Lignit atau brown coal (C70OH5O25) memiliki ciri sebagai berikut:a. Warna kecoklatanb. Material terkornpaksi namun sangat rapuhc. Mempunyai kandungan air yang tinggid. Mempunyai kandungan karbon padat rendahe. Mempunyai kandungan karbon terbang tinggif. Mudah teroksidasig. Nilai panas yang dihasilkan rendah

Basis: 100 kg Lignit

79,30 mol 4619,225 mol 5551 mol 198,25 mol

Jadi,

BAB IIIPENUTUP

3.1 KesimpulanBerdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa besar nilai High Heating Value (HHV) untuk Formasi Pamaluan adalah 32340,385 kJ/kg sedangkan Low Heating Value (LHV) adalah senilai 30806,305 kJ/kg. Adapun udara teoritis untuk formasi yang dimaksud adalah senilai 10,262 kg/kg bahan bakar dan suhu nyala adiabatiknya bernilai 2026 0C. Selanjutnya, jumlah emisi gas yang dihasilkan (CO2 dan H2O) selama proses pembakaran dari Formasi Pamaluan ini adalah senilai 247,8125 kg.3.2 SaranAdapun saran untuk makalah ini adalah sebagai berikut :a. Data yang dibutuhkan sebaiknya lebih lengkap lagi agar perhitungan lebih mudah dilakukan.b. Akan lebih baik jika terdapat perhitungan secara rinci untuk menghitung suhu nyala adiabatik.

DAFTAR PUSTAKA

Sumaatmadja, Eddy R. 2002. Inventarisasi Batubara Bersistem di Daerah Bontang dan Sekitarnya Kabupaten Kutai Kartanegara, Kutai Timur dan Kota Bontang, Provinsi Kalimantan Timur. Bontang : GPRG IndonesiaTriono, Untung. 2011. Penyelidikan Pendahuluan Batubara di Daerah Patabang, Daud. 2009. Analisa Suhu Nyala Adiabatik dari Berbagai Jenis Batubara. Online: http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/SMARTEK/article/view/586 (Diakses pada 14 November 2015)

Page 3 of 15