Pemanfaatan Batu Bara

8/18/2019 Pemanfaatan Batu Bara

1/44

TUGAS PENCUCIAN BATUBARA

PEMANFAATAN BATUBARA SEBAGAI BAHANBAKAR

OLEH :

NAMA NIM

SUKRO NURYANTO DBD 113 003

STEPHANIE FIONA DBD 113 075HARRY PHIHEWUENNUE DBD 113 027

PEPET MENTAYA DBD 113 030

KRISTI AFRIANI DBD 113 072

ISMARITA DIRGAHAYU DBD 113 007

DOLLAS F. SITOHANG DBD 113 006

MUARA SURYA O. SEMBIRING DBD 113 073

ALFANIUS PRAWIRA AI DBD 113 03!

ANDRE GLUCK S. SIMANULLANG DBD 113 0"#

KEMENTERIAN RISET$ TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNI%ERSITAS PALANGKA RAYA

FAKULTAS TEKNIK

&URUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

2015

1


2/44

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena

dengan berkat dan penyertaan-Nya Makalah ini dapat terselesaikan tepat pada

aktunya sesuai dengan harapan penyusun!

"alam kesempatan ini penulis ingin mengu#apkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada rekan-rekan yang telah mengerjakan makalah ini!

Penulis menyadari baha makalah ini masih jauh dari sempurna$ %leh

karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi

kesempurnaan rangkuman lap%ran kerja praktek ini!

Palangka Raya$ &' N%(ember )*&+

Penulis

2


3/44

DAFTAR ISI

,AAMAN ./"/!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! i

KATA PENGANTAR!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ii

"A0TAR 1S1!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ii

2A2 1 PEN"A,//AN!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! &

&!&! atar 2elakang!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! &

&!)! Maksud dan Tujuan!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! )

&!)!&! Maksud!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! )

&!)!)! Tujuan!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3

&!3! Man4aat!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3

&!5! Met%de Penulisan!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3

&!+! 2atasan Masalah!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 5

2A2 11 KA.1AN P/STAKA!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! +

)!&! P%la Pemb%ran!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! '

2A2 6 PEN/T/P!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! &7

+!&! Kesimpulan!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! &7

+!)! Saran!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! &8

"A0TAR P/SATAKA!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! &9

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. L'(') B*+','-

2atubara adalah sisa dari 4%sil tanaman yang terbentuk selama sekitar

37* juta tahun yang lalu! Tanaman dari beberapa jenis tumbuhan seperti

pakis dan pakis ek%r kuda yang telah mati selama ratusan juta tahun akan

ber#ampur dengan berbagai media tanah seperti tanah gambut dan

berbagai lapisan tanah yang digerakkan %leh lempengan tekt%nik!

3


4/44


5/44

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 P*'-4''('- B'(/')' S*'' B''- B',')

2atubara menjadi salah satu sumber energi yang banyak digunakan

%leh negara maju! 2agi beberapa negara maju yang tidak memiliki sumber

minyak maka batubara menjadi alternati4 energi yang paling murah dan

ditemukan berlimpah! 2erikut ini adalah beberapa alasan peman4aatan

batubara di seluruh dunia!

@ 2atubara menjadi sumber energi yang ditemukan hampir

setiap benua dan memiliki si4at yang berkelanjutan atau tidak

mudah punah! ,al ini sangat masuk akal bila dibandingkan

dengan pemakaian sumber daya minyak yang terus menipis!

@ 2atubara menjadi sumber energi yang sangat murah sehingga

sesuai untuk negara-negara berkembang seperti 1nd%nesia$

hina dan juga 1ndia! 2ahkan batubara memiliki harga yang

paling rendah dibandingkan sumber daya alam lain!

@ Pertambangan batubara dan sistem untuk meng%lah batubara

menjadi sumber energi membutuhkan biaya yang relati4 lebih

rendah sehingga bisa menjadi energi yang menjangkausemua kalangan!

@ P%tensi keberadaan batubara sangat besar dan lebih besar

dari sumber minyak diseluruh dunia! 2ahkan ketersediaan

batubara #ukup untuk memenuhi energi selama 3** tahun

dan aktu yang sangat #ukup untuk memperbaiki sumber

daya minyak!

@ Kapasitas pembangkit tenaga listrik yang memerlukan

sumber panas bisa terus ber%perasi dengan menggunakan

bahan bakar batubara!

3


6/44

)!&!& Man4aat 2atubara

2atubara menjadi salah satu sumber energi terbaik yang bisa

didapatkan dengan sumber yang lebih mudah"itinjau dari segi

peman4aatannya$ batubara dapat dibagi menjadi 3 :tiga< g%l%ngan$

yaitu;

a! 2atubara untuk bahan bakar$ disebut batubara bahan

bakar :steaming #%al$ 4uel #%al$ atau energy #%al<

b! 2atubara bitumen untuk pembuatan k%kas$ disebut

batubara k%kas :#%%king #%al<

#! 2atubara untuk dibuat bahan-bahan dasar energi lainnya$

disebut batubara k%n(ersi :#%n(ersi%n #%al<

Selain itu ketersediaan batubara bersi4at panjang dan bertahandalam aktu lama sehingga mendukung berbagai ma#am pr%yek

industri dan juga ek%n%mi! 2erikut ini adalah beberapa man4aat

batubara yang perlu kita ketahui!

&! Sumber Tenaga Pembangkit istrik

2atubara menjadi salah satu bahan bakar utama pada

pembangkit listrik di beberapa negara seperti hina$ 1ndia$

Australia$ .epang$ .erman dan beberapa negara lain! 2atubara

menjadi bahan bakar yang dik%n(ersikan ke dalam bentuk uap

panas dan menjadi sumber tenaga pembangkit listrik! 2atubara

akan dihan#urkan dengan mesin penggiling dan berubah

menjadi bubuk halus kemudian akan dibakar dalam sebuah

mesin dengan sistem ketel uap! /ap akan ditampung dalam

sebuah tempat khusus dan disalurkan ke turbin yang berisi

kumparan magnet! Selanjutnya kumparan magnet yang bergerak

#epat akan menghasilkan listrik! 2ahkan pr%ses ini akan diulang

sebanyak dua kali sehingga sangat hemat! Tenaga listrik yang

dihasilkan men#apai tegangan sekitar 5** ribu 6%lt!

Seperti halnya man4aat tembaga dan man4aat bauksit$ peman4aatan batu bara pada pr%duksi baja juga akan

menimbulkan e4ek samping!

)! 2ahan 2akar air

2atubara ternyata juga bisa dirubah dalam bentuk bahan

bakar #air dan sangat e4ekti4 untuk menggantikan bahan bakar

minyak! Pada dasarnya peng%lahan batubara menjadi bahan

bakar #air akan merubah batubara bubuk atau b%ngkahan yang

di larutkan dalam suhu tinggi! pr%duk batubara #air dapat

dimurnikan dengan pr%ses ulang dan bisa menghasilkan bahan

4


7/44

bakar minyak dengan kualitas yang lebih baik dari bahan bakar

minyak yang didapatkan dari kilang minyak se#ara langsung!

Negara yang sudah memakai sistem ini adalah A4rika! A4rika

bisa mengatasi kekurangan sumber minyak dengan

meman4aatkan batubara!

3! 1ndustri Pr%duksi Semen

2atubara menjadi salah satu bahan bakar utama dalam

pr%duksi semen! Semen merupakan salah satu material untuk

pembuatan pr%duk k%ntruksi seperti rumah$ gedung atau pr%duk

lain! Semen terbuat dari #ampuran antara kalsium karb%nat$

%ksida besi$ %ksida aluminum dan sili#a! 2atubara menjadi

bahan bakar untuk meng%lah berbagai bahan mentah tersebutdan merubahnya menjadi semen! 2atubara terbukti bisa

menghasilkan suhu tinggi hingga &+** derajat el#ius!

5! 1ndustri Pr%duk Aluminum

2atubara menjadi bahan bakar yang mendukung industri

aluminum! 2ahan ini diper%leh sebagai hasil sampingan dari

pr%ses %ksidasi besi pada industri baja! 2atubara mendukung

pr%ses peng%lahan %ksidasi besi yang menghasilkan panas

tinggi! 2aja yang dihasilkan dari %lahan besi akan dipisahkan

sesuai dengan kualitas! "an selanjutnya pr%duk yang tidak

memiliki syarat baja tertentu akan di%lah kembali menjadi

aluminum! Gas dan panas k%kas dari batubara bisa memisahkan

beberapa pr%duk baja sehingga bisa mendapatkan pr%duk

aluminum yang dipakai untuk berbagai industri seperti

pertanian$ peralatan dapur$ k%ntruksi dan berbagai industri lain!

+! 1ndustri Pabrik Kertas

2atubara juga menjadi bahan bakar utama untuk

menjalankan sebuah industri kertas! Kertas terbuat dari

k%mp%nen utama berupa sel serat dari kayu! Sel serat dari kayu

hanya bisa didapatkan dari pr%ses rumit yang mampu

memisahkan bagian serat dengan ukuran tertentu! 2atubara

menghasilkan panas yang stabil dalam sebuah mesin peng%lahan

serat untuk industri bahan baku kertas! .adi tanpa batubara

mungkin beberapa pr%duk dari kertas tidak akan bisa kita

gunakan dalam kehidupan sehari-hari!

'! Analisis Penggunaan 2atubara Sebagai 2ahan 2akar Alternati4

Pemanas Agregat Pada /nit Pr%duksi ampuran 2eraspal :AMP<

1nd%nesia yang merupakan salah satu negara yang

memiliki #adangan batubara melimpah!Mengingat harga minyak

5


8/44

dunia yang 4luktuati4$ maka di(ersi4ikasi bahan bakar minyak

dengan bahan bakar alternati4 dianggap dapat mengatasi k%ndisi

tersebut! "i(ersi4ikasi bahan bakar minyak dengan bahan bakar

alternati4$ yaitu batubara $tentu telah melalui pengkajian dan

pengujian terhadap AMP berbahan bakar batubara! Pemilihan

batubara sebagai bahan bakar untuk pemanas agregat pada unit

pr%duksi #ampuran beraspal$ tentu disertai dengan pengkajian

kelebihan-kelebihan maupun kekurangan-kekurangan

dibandingkan dengan bahan bakar s%lar! 2atubara sebagai bahan

bakar pemanas agregat memiliki kelebihan yaitu dalam hal

harga bahan bakar yang murah dan ketersediaan dep%sit yang

terjamin$ namun ternyata batubara juga dapat menimbulkan permasalahan-permasalahan! Yang mana hal ini menyebabkan

dibutuhkannya peralatan yang memadai guna mengatasi

permasalahan yang timbul! "ari hasil pengerjaan tugas akhir ini$

diketahui permasalahan-permasalahan tersebut antara lain;

kelebihan kandungan sul4urdi%ksida yang dapat menyebabkan

hujan asam$ penyimpanan batubara yang harus diperhatikan

karena mengingat batubara merupakan bahan yang sangat

mudah terbakar$ abu terbang yang apabila melampaui batas

yang telah ditetapkan dan apabila sistem pengumpul debu pada

AMP tidak handal atau bermasalah maka akan terdapat sejumlah

abu terbang yang akan l%l%s dan ber#ampur dengan agregat

sehingga menyebabkan 4iller yang berlebihan yang dapat

merusak #ampuran aspal yang telah ditentukan$ partikel

batubara yang tidak sesuai dengan persyaratan :&**B l%l%s

saringan n%!&** dan minimal 8*B l%l%s saringan n%!)**< dapat

ber#ampur dengan #ampuran aspal kemudian merusak kinerja

#ampuran aspal$ hal ini berkaitan dengan peralatan pul(eri=er

batubara yang juga harus memenuhi beberapa persyaratan antara

lain dapat meme#ah batubara sesuai dengan yang disyaratkan

dan harus terintegrasi$ terlindung atap dan tidak terendam air!

"ari segi ek%n%mi$ berdasarkan perhitungan biaya pr%duksi$

AMP dengan bahan bakar s%lar dapat memberikan penjualan per

tahun yang lebih besar sehingga memberikan pendapatan yang

lebih besar :dengan selisih sebesar Rp! &!'*)!3)9!*7*<

dibandingkan dengan AMP batubara namun dengan harga

#ampuran aspal yang lebih mahal pula dibandingkan dengan

batubara

7! 2atubara /ntuk 2ahan 2akar$

6


9/44

Sebagai bahan bakar$ batubara dapat diman4aatkan untuk

mengubah air menjadi upa didalam suatu ketel uap atau b%iler

PT/$ untuk membakar bahan pembuat klinker dipabrik semen$

dan sebagai bahan bakar di industri-industri ke#il! Pada

hakikatnya$ semua batubara dapat dibakar$ tetapi

peman4aatannya sebagai bahan bakar tertentu perlu dipenuhi

berbagai persyaratan tertentu pula! Misalnya$ sebagai baha bakar

di PT/ diperlukan batubara yang mempunyai kandungan ash

C3*B! Ketel yang meman4aatkan batubara halus dapat didesain

agar bisa membakar batubara dengan kandungan ash lebih

tinggi lagi$ katakanlah +*B! Akan tetapi$ dengan kandungan ash

yang demikian besar dapat menimbulkan banyak masalah dalam peng%perasiannya! 2ahkan pada pembakaran batubara yang

mengandung ash C3*B pun masih banyak menimbulkan

masalah pada ketel karena dapat menyebabkan er%si dan kerak

pada tabung uap!

/mumnya$ pembuatan sebuah ketel suatu PT/ diran#ang

untuk membakar batubara dengan spesi4ikasi yang telah

ditentukan$ sesuai dengan si4at batubara yang akan menjadi

Dmakanannya! Spesi4ikasi ini kadang-kadang mempunyai nilai

rentang yang agak panjang sehingga dapat menampung batubara

lebih dari satu sumber! 1tulah sebabnya mengapa seaktu masih

dalam tahapan ekspl%rasi dan studi kelayakan tambang$

berbagai parameter penting sebagai penentu tersebut dalam

sampel inti b%r sudah mulai ditentukan! .adi$ suatu PT/

dibangun menurut spesi4ikasi batubara yang akan

Dmembakarnya$ bukan sebaliknya :ke#uali jika PT/ sudah

ada dan perlu tambahan pas%kan$ harus di#ari batubara yang

mempunyai spesi4ikasi sama dengan spesi4ikasi batubara yang

digunakan dalam peran#angan ketel tersebut

batubara harus #ukup untuk memas%k PT/ selama 3* tahun$

karena umur PT/ sekitar tiga puluh tahunan! 2ila batubara

pas%kan tersebut masih kurang$ maka harus di#ari batubara yang

si4atnya sama dengan spesi4ikasi ketel PT/ tersebut! Semua

PT/ yang diren#anakan dibangun di 1nd%nesia$ satu unitnya

berkapasitas +* F 5** M! /ntuk yang berkapasitas H)** M$

umumnya dipakai #ara pul(erised 4uel$ sedangkan untuk yang

kapasitasnya lebih ke#il digunakan #ara 4luidised bed

#%mbusti%n ataupun pembakaran pada panggangan :grate

4iring

7


10/44

"emikian pula dengan pabrik semen deasa ini!

Semuanya harus menggunakan bahan bakar batubara$ dan yang

telah dibangun sebelum Peraturan Presiden ditetapkan$ harus

mengganti bahan bakar minyaknya dengan batubara! /ntuk

keperluan tersebut harus dibangun kiln untuk membakar

batubara yang didesain dengan spesi4ikasi tertentu$ seperti

halnya PT/! ,anya untuk pabrik semen$ persyaratan yang

diminta lebih ringan bila dibandingkan dengan yang diminta

untuk PT/!

Peman4aatan batubara sebagai bahan bakar telah mulai

dirintis dalam industri ke#il$ seperti pabrik kertas$ pabrik gula$

pabrik bata$ pabrik genteng$ dan pabrik kapur! ,al ini terutamauntuk meman4aatkan batubara dengan #adangan ke#il!

Pada saat ini$ 1nd%nesia telah men#%ba meman4aatkan

batubara untuk menggantikan minyak tanah sebagai bahan bakar

tidak berasap :sm%keless 4uel< di rumah tangga! /ntuk

keperluan tersebut$ batubara dikarb%nisasikan pada suhu rendah$

digerus dan diberi bahan perekat$ kemudian di#etak dan

dibentuk menjadi briket batubara! "i 6i#t%ria-Australia$ bahan

untuk briket batubara berasal dari batubara peringkat :rank<

rendah yang mengandung m%isture tinggi$ misalnya lignit yang

mengandung m%siture H'*B!

8! 2atubara /ntuk K%kas

K%kas ialah residu padat yang tertinggal bila batubara

dipanaskan tanpa udara sampai sebagian =at yang mudah

menguapnya hilang! 2atubara k%kas adalah batubara yang bila

dipanaskan tanpa udara sampai suhu tinggi akan menjadi lunak$

terde(%latilasasi$ mengembang$ dan memadat kembali

membentuk material yang p%r%us! Material ini merupakan

padatan kaya karb%n yang disebut k%kas!

Kebanyakan k%kas digunakan dalam pembuatan besi dan

baja karena memberikan energi panas dan sekaligus bertindak

sebagai =at pereduksi :redukt%r< terhadap bijih besi yang

dikerjakan didalam tanur suhu tinggi atau tungku pembakaran

:blast 4urna#e

dan relati4 kuat$ dihasilkan dari batubara tertentu!$ baik tunggal

maupun #ampuran$ dalam %(en k%kas :#%ke %(en

karb%nisasi yang merupakan material serbuk yang tidak

berlubang atau massanya menggumpal disebut #har! 2ahan ini

dapat dibuat briket dan digunakan sama seperti k%kas :k%kas

8


11/44

jenis ini disebut sebagai 4%rmed #%ke< atau langsung dipakai

sebagai elektr%da karb%n!

/mumnya$ ada dua istilah yang dapat membingungkan

kita$ yaitu istilah D#aking dan D#%king! aking ialah

kemampuan batubara untuk meleleh ketika dipanaskan dan

kembali membentuk residu yang k%heren ketika didinginkan!

Syarat mutlak untuk batubara k%kas ialah batubara itu harus

meleleh membentuk #ake jika dipanaskan! Tidak semua #aking

#%al adalah #%%king #%al! %king digunakan untuk

menerangkan baha batubara tersebut #%#%k untuk dibuat

k%kas! alaupun begitu$ keterangan ini berlaanan dengan

de4inisi klasi4ikasi batubara hard #%al menurut 1SI yangmende4inisikan #aking kebalikan dari #%king! aking

menunjukkan penggumpalan :aggl%merati%n< dan

pengembangan :selling #ru#ible

selling number dan R%gakeran#uan dalam pemakaian kedua istilah tersebut!

2atubara yang dapat dibuat k%kas harus mempunyai

peringkat dan tipe tertentu! Sebagian =at %rganik dalam batubara

mempunyai peranan dalam si4at-si4at pelelehan tadi! "alam

batubara k%kas yang prima$ yaitu yang membentuk k%kas

metalurgi yang sangat baik$ harus di#apai suatu perbandingan

yang %ptimal antara =at yang reakti4 dan =at yang inert :tidak

meleleh

2erbagai parameter yang menentukan batubara k%kas

:peringkat dan jenisnya telah memenuhi syarat


12/44

batubara atau likui4aksi :#%al liJue4a#ti%n

"alam pr%ses gasi4ikasi$ semua =at %rganik dalam

batubara diubah kedalam bentuk gas$ terutama karb%n

m%n%ksida$ karb%n di%ksida$ dan hidr%gen! Gas-gas ini

kemudian dapat pula diubah menjadi bahan-bahan kimia$ seperti

pupuk dan metan%l!

Pr%ses likui4aksi bertujuan mengubah batubara menjadi

minyak! Penelitian yang dilakukan SASI di A4rika Selatan

yang telah berhasil mengubah batubara menjadi minyak

:gas%lin$ diesel$ jet 4uel


13/44

beberapa peralatan rumah tangga! alaupun se#ara alami

hydr%gen terdapat dalam air$ untuk mempr%duksi hydr%gen dari

air dibutuhkan sumber energi yang lain$ yaitu batubara$ minyak$

gas dan lain-lain! "engan tekn%l%gi saat ini$ biaya untuk

mempr%duksi hidr%gen memerlukan hampir dua kali lebih

banyak dari sumber energi lainnya! /ntuk itu pengembangan

met%da yang lebih murah dan e4isien untuk mempr%duksi

hidr%gen dengan sumberdaya energi yang berkesinambungan

menjadi sangat penting

Gasi4ikasi batubara merupakan salah pr%ses dalam industri

pembuatan hidr%gen! 2atubara direaksikan dengan uap air

menjadi gas buatan yang terdiri dari gas karb%n m%n%ksida:I< dan hidr%gen! Gas I kemudian diubah menjadi hidr%gen

dan karb%n di%ksida :I)< dengan mereaksikannya lagi dengan

uap air yang disebut pr%ses ater gas shi4t :pergeseran gas-air

/ntuk gasi4ikasi batubara diperlukan suhu tinggi :sekitar &***

< karena merupakan pr%ses end%term :reaksi yang memerlukan

panas


14/44

pembuatan hidr%gen se#ara lingkaran adalah reaksi yang

menghasilkan panas$ sehingga tidak diperlukan energi tambahan

untuk pr%ses tersebut! Pr%ses lingkaran ini sudah banyak diteliti

berbagai negara! Pr%yek aplikasi pr%ses lingkaran ini sedang

kembangkan %leh 2adan 1PTEK dan 1ndustri :A1ST< .epang$

Tsukuba! Pr%duksi hidr%gen dengan harga murah akan bisa

di#apai apabila pr%yek ini berhasil dik%mersialkan!,idr%gen

yang dihasilkan dari gasi4ikasi batubara dapat digunakan

langsung sebagai bahan bakar dalam 4uel #ell :sel bahan bakar

"i dalam kendaraan berbahan bakar hidr%gen$ hidr%gen

dari tanki bahan bakar dimasukkan kedalam sel bahan bakar$

dimana terjadi reaksi antara hidr%gen dan %ksigen dari udara!Elektr%da yang disepuh dengan katalis memisahkan hidr%gen

menjadi elektr%n :i%n negati4< dan pr%t%n :i%n p%siti4

Pergerakan elektr%n membangkitkan daya listrik yang kemudian

dikirim ke m%dul pembalik arus! M%dul pembalik arus

mengubah daya listrik untuk digunakan menggerakkan m%t%r$

yang kemudian menggerakkan r%da kendaraan! Pr%duksi

sampingan dari pr%ses ini adalah panas dan air! Saat ini sudah

dipr%duksi pr%t%tipe kendaraan berbahan bakar hidr%gen yang

disebut 4uel #ell (ehi#le :kendaraan bersel bahan bakar<

diberbagai negara seperti Amerika$ .erman dan .epang! 2ahkan

saat ini$ pabrikan T%y%ta sudah memasarkan kendaran bersel

bahan bakar! "i 1nd%nesia$ penelitian kendaraan bersel bahan

bakar sudah dikembangkan %leh K%ns%rsium 0uel ell

1nd%nesia yang merupakan himpunan peneliti dari berbagai

instansi seperti embaga 1lmu Pengetahuan 1nd%nesia :1P1


15/44

2atubara merupakan bahan baku utama pembangkit listrik tenaga uap!

2atubara menyimpan ebergi didalamnya se#ara kimia melalui ikatan-ikatan

kimia antara karb%n$ hidr%gen$ %ksigen$ nitr%gen dan sul4ur! 2atubara tidak

memiliki struktur kimia yang baku$ karena ia merupakan #ampuran dari

beberapa ikatan hidr%karb%n yang k%mpleks! 1katan-ikatan hidr%karb%n

inilah yang menyimpan energi$ yang apabi terputus melalui pr%ses

pembakaran$ akan menghasilkan energi panasnya di b%iler untuk

memanaskan air!

"an berikut adalah reaksi kimia yang terjadi saat batubara dibakar ;

I) LH I)

*$+ I) L I

,) *$+I) LH ,)I

S L I) LH SI)

"apat kita lihat pada reaksi kimia di atas baha hasil pembakaran dari

batubara yaitu berupa I)$ I$ ,)I$ dan SI)! Ada satu lagu bahan

p%lutan yang dihasilkan yaitu N%>! /ntuk men#egah terbentuknya I$

maka pr%ses pembakaran di atur %leh jumlahnudara yang masuk ke pr%ses

pembakaran! Semakin tepat jumlah udara yang dimasukkan maka akan

semakin sempurna pr%ses pembakaran batubara tersebut! "isini diperlukan

perhitungan perbandingan udara bahan bakar yang tepat :air-4uel rati%

Namun untuk lebih tepat menghasilkan pembakaran yang sempurna$ PT/

menggunakan e>#ess air! E>#ess air adalah udara lebih yang dik%ntr%l

jumlahnya di akhir pr%ses pembakaran$ sehingga apabila jumlahnya #ukup

besar yaitu artinya semakin sempurna pr%ses pembakaran yang terjadi!

/mumnya e>#ess air disetting di angka 5-+ B udara dalam berat!

13


16/44

Selain bahan-bahan diatas$ dihasilkan juga sebagai bahan pen#emar

antara lain abu hasil pembakaran :4ly ash< dan kerak hasil pembakaran

:b%tt%m ash

peng%lahannya harus se#ara hati-hati! Selain itu juga 4ly ash juga masih bisa

digunakan sebagai bahan baku pembuatan semen! 0ly ash yang keluar dari

b%iler ditangkap menggunakan suatu alat bernama Ele#tr%stati# Pre#ipitat%rs

agar tidak langsung dibuang menuju #himney atau #er%b%ng asap!

Sedangkan p%lutan lain seperti SI)$ digunakan suatu sistem bernama 0lue

Gas "esulphu=ati%n!

Apapun pendekatan tekn%l%gi yang digunakan$ pembakaran batubara

menghasilkan panas :biasanya dengan tujuan untuk menghasilkan uap untuk

pembangkit listrik atau keperluan industry lainnya< serta berbagai residu

padat :abu dan NI>!

Selama pembakaran$ partikel batubara menjalani empat langkah yang jelas$

seperti yang digambarkan di baah ini ;

Pengeringan partikel batubara$ dan kemudian pemanasan dengan suhu

reaksi pir%lisis!

Pir%lisis dari partikel batubara untuk menghasilkan (%latile :gas< tidak

terk%ndensasi$ bahan mudah menguap terk%ndensasi :ter


17/44

per#%baan lab%rat%rium dan antara berbagai enis pembakar$ serta menjadi

sangat tergantung pada ukuran batubara-partikel! Sebagai hasil dari

pengeringan dan pemanasan$ partikel menyusut$ dengan penurunan (%lume

yang terkait dengan kadar air aal dan jenis bahan bakar! Pr%ses ini juga

dapat menyebabkan pengurangan ukuran p%ri$ retak internal atau pe#ahnya

partikel!

"e(%latili=ati%n batubara dimulai biasanya pada 5+* F +** ! 1ni

menghasilkan gas ringan tidak terk%ndensasi$ tar dan #har sisa! Tar ini

kemudian diubah menjadi partikel jelaga! Selama de(%latili=ati%n$ bara

menunjukkan berbagai tingkat menggelegak dan bengkak untuk membentuk

karakter struktur yang berbeda! /mumnya$ batubara bitumin%us

menghasilkan jumlah yang relati(e lebih besar dari tar batubara yang lain$

sementara batubara peringkat rendah melepaskan tar lebih sedikit tetapi

jumlah yang lebih besar dari gas ringan! Namun$ beberapa studi

menunjukkan ada k%relasi yang jelas antara hasil tar dan peringkat batubara!

,asil panen relati(e dari spesies gas juga tampaknya tergantung pada jenis

batubara dan k%ndisi pir%lisis!

Segera setelah mereka dilepaskan dari partikel batubara$ bahan mudah

menguap bereaksi dengan %ksigen di udara sekitar partikel$ menghasilkan

I) dan ,)I! Rekasi yang #epat$ dan karenanya$ memiliki e4ek yang dapat

diabaikan pada aktu pembakaran se#ara keseluruhan! Namun$ penting

sehubungan dengan pembentukan NI>!

Iksidasi #har adalah pr%ses yang lambat$sehingga mend%minasi

aktu pembakaran t%tal partikel batubara! 1ni melibatkan %ksidasi karb%n

untuk karb%n m%n%ksida :I< atau karb%n di%ksida :I)< pada permukaan

partikel! Sementara %ksidasi menjadi I) mend%minasi pada suhu rendah$

%ksidasi I menjadi penting pada suhu tinggi$ dan pembentukan langsung

I) pada permukaan #har adalah diabaikan! Ileh karena itu$ %ksidasi

15


18/44

karb%n utama menjadi reaksi dua tahap$ dengan I yang sedang$ kemudian

di%ksidasi menjadi I) jauh dari partikel #har!

Iksidasi #har dikendalikan %leh laju di4usi %ksigen ke partikel$ %leh

laju rekasi kimia$ atau dengan k%mbinasi lain! Ada tiga =%na reaksi$ dengan

batas yang ditentukan %leh mana yang menyediakan mekanisme kendala

utama pada laju reaksi! Pada suhu rendah$ %ksidasi #har dik%ntr%l %leh laju

rekasi kimia! Pada suhu m%derat$ baik tingkat reaksi kimia dan di4usi

%ksigen p%ri yang penting$ sementara pada suhu di4usi %ksigen tinggi ke

permukaan partikel menjadi d%minan!

2.3 S(* P*',')'- B'(/')'

Tekn%l%gi pembakaran batubara dapat dikatag%rikan dalam 3 sistem$

yaitu pul(eri=ed 4iring :P0ed bed :0>2< dan 4luidi=ed bed #%mbusti%n

:022< dan 4luidi=ed bed

#%mbusti%n :02


19/44

• penggunaan bed dengan material inert sebagai pemberat panas

:thermal 4lyheel< yang dapat mengurangi terjadinya slugsataupun peng%t%r bahan bakar lainnya!

)! Sistem 4i>ed bed :0>2< adalah pembakaran unggun$ butiran atau

bungkahan batubara dalam keadaan statis :tertumpuk< diatas grate dan

udara bakar primer dihembuskan dari arah baah! "isini suhu

pembakaran sulit dik%ntr%l$ selain sulit untuk batubara dengan si4at

#aking atau yang memiliki kandungan tertinggi! Fixed bedsystem atau

Grate system adalah teknik pembakaran dimana batubara berada di

atas conveyor yang berjalan atau grate! Sistem ini kurang e4isien

karena batubara yang terbakar kurang sempurna atau dengan

perkataan lain masih ada karb%n yang tersisa! Ash yang terbentuk

terutama bottom ash masih memiliki kandungan kal%ri sekitar 3***

kkalkg! "i hina$ b%tt%m ash digunakan sebagai bahan bakar untuk

kerajinan besi :pandai besi

digunakan pada industri tekstil sebagai pembangkit uap : steam

generator

perbandingan berat adalah ; :&+-)+B< berbanding :7+-)+B

3! Sistem FBC adalah pengembangan dari sistem 4i> bed$ disini pr%ses

pembakaran berlangsung berdasarkan pada prinsip-prinsip 4luidisasi

dengan menggunakan media pasir silikat! /dara bakar primer

didistribusikan melalui n%==le pada plenum dengan tekanan hingga

&+** mm,)I untuk melaan gaya berat dari bahan bakar! Sehingga

pr%ses pengeringan$ penyalaan dan pembakaran lanjut dari butiran

bahan bakar sepenuhnya akan berlangsung tersuspensi :melayang<

diruang bakar :4reeb%rd

berlangsung dibaah 9** I$ sehingga emisi SI> dan NI> rendah$

k%ntak bahan bakar dan udara terjamin h%m%gen$ turb%lensi dapat

berlangsung stabil$ e>#ess air menjadi rendah dan dapat digunakan

berbagai jenis bahan bakar! Sistem 02 ini telah digunakan di

17


20/44


21/44

gasi4ikasi$ akhirnya sampai pada =%na pembakaran pada bagian baah

gasi4ier tempat reaktan gas diinjeksi!

Padapr%ses gasi4ikasi dengan fixed bed gasi4ier

Ada 5 =%na reaksi yaitu ;

a! O%na de(%latilisasi

Pada =%na ini terjadi penguapan uap air dan =at-=at (%latil

yang terkandung dalam batubara!

b! O%na Gasi4ikasi

Pada =%na ini uap air yang dialirkan dan I) yang

terbentuk dari pembakaran sempurna bereaksi dengan batubara

pada suhu tinggi membentuk gas sintesis yang terdiri dari I$

,) dan N)!

#! O%na Pembakaran

Pada =%na ini %ksigen yang masuk bereaksi dengan

sebagian batubara membentuk I) dan ,)I yang diperlukan

dalam reaksi gasi4ikasi!

d! O%na abu

O%na ini adalah tempat penampungan abu yang dihasilkan$

baik hasil reaksi pembakaran maupun reaksi gasi4ikasi!

2.! S(* P*',')'- B'(/')' P/+;*)'

Pada pembakaran pul(eri=ed #%al$ partikel-partikel batubara

harus#ukup halus agar bisa dimasukkan %leh udara pembakaran! /kuran

batubarauntuk pembakaran bahan bakar pul(eri=ed adalah -)** mesh :-75

m


22/44

dimasukkan se#ara terpisah dari udara primermeleati dua pipa k%nsentrik

ke dalam b%iler atau tanur! Pada umumnyaudara primer bersama batubara

dimasukkan leat pipa ditengah$ sementarausara sekunder dimasukkan

leat anulus!"ibandingkan dengan jenis pembakaran yang lain$

met%dapembakaran pul(eri=ed #%al hampir tidak tergantung pada

karakteristikbatubara! Tentu saja ada beberapa instalasi yang terbatas pada

beberapa jenisbatubara tertentu$ tetapi se#ara umum hampir semua batubara

bisa digunakandalam sistem pul(eri=ed #%al dengan desain sistem yang

tepat!

2erdasarkan abu yang dikeluarkan apakah dalam keadaan kering atau

bentuk leburan :m%lten< %leh tanur pembakarannya$ maka unit

pr%sespembakaran pul(eri=ed #%al ini dibagi menjadi dua jenis! Tanur

dengan abuyang dikeluarkan kering :dry b%tt%m 4iring< dan tanur dengan

abu yangdikeluarkan dalam bentuk leburan :et b%tt%m 4iring atau slag tap<

Pada P$ batubara diremuk dulu dengan menggunakan #%al

pul(eri=er :#%al mill< sampai berukuran )** mesh :diameter 75m

,G1 :,ardgr%(e Grindability 1nde>< di atas 5* dan kadar air kurang dari

3*B$ serta rasi% bahan bakar :4uel rati%< kurang dari )! Pembakaran dengan

met%de P ini akan menghasilkan abu yang terdiri diri dari #linker ash

sebanyak &+B dan sisanya berupa 4ly ash!

/nit Pr%ses Pembakaran Pul(eri=ed %al %mbusti%n

&! "ry 2%tt%m 0iring

Iperasi unit abu kering lebih sederhana dan 4le>ibel

terhadapperubahan jumlah dan si4at-si4at batubara dibandingkan

dengan unit etb%tt%m 4iring! Kerugian utama unit dry b%tt%m 4iring

ini adalah karenaukurannya lebih besar :sehingga lebih mahal< dan

20


23/44

sekitar 8*-9*B abu harusdikeluarkan dari b%iler dan presipitat%r

h%pper dalam bentuk debu yangsangat halus! Sistem ini hanya

mengahasilkan panas paling tinggi &+*!***2tujam 4t3!

)! et 2%tt%m 0iring

/nit ini dikembangkan untuk mengatasi masalah penanganan

debudengan #ara membuat abu lebih berat$ berbentuk granular dan

tinggal dalamtanur lebih banyak dibandingkan dalam unit abu kering!

"alam unit ini aliranleburan abu yang mengalir dari tanur disempr%t

dengan air dingin sehinggaterbentuk pr%duk dengan ukuran yang

diinginkan! Sekitar 8*B abu bisatinggal dalam tanur untuk beberapa

unit desain tertentu!

"ibandingkan dengan dry b%tt%m 4iring$ unit ini

mempunyaikerugian-kerugian seperti diantaranya kurang 4le>ibel

dalam pemilihanbatubara$ lebih banyak terjadi 4%uling dan k%r%si

eksternal$ pembentukan

a! Pembakaran apisan Mengambang :0luidi=ed 2ed %mbusti%n02<

Pada pembakaran dengan met%de 02$ batubara diremuk

terlebih dulu dengan menggunakan #rusher sampai berukuran

maksimum )+mm! Tidak seperti pembakaran menggunakan st%ker

yang menempatkan batubara di atas kisi api selama pembakaran atau

met%de P yang menyempr%tkan #ampuran batubara dan udara pada

saat pembakaran$ butiran batubara dijaga agar dalam p%sisi

mengambang$ dengan #ara meleatkan angin berke#epatan tertentu

dari bagian baah b%iler!

b! P02

Pada P02$ selain dihasilkan panas yang digunakan untuk

memanaskan air menjadi uap untuk memutar turbin uap$ dihasilkan

pula gas hasil pembakaran yang memiliki tekanan tinggi yang dapat

memutar turbin gas$ sehingga PT/ yang menggunakan P02

21


24/44

memiliki e4isiensi pembangkitan yang lebih baik dibandingkan

dengan A02 karena mekanisme k%mbinasi :#%mbined #y#le< ini!

Nilai e4isiensi brut% pembangkitan :gr%ss e44i#ien#y< dapat men#apai

53B!

#! Peningkatan e4isiensi panas

/ntuk lebih meningkatkan e4isiensi panas$ unit gasi4ikasi

sebagian :partial gasi4ier< yang menggunakan tekn%l%gi gasi4ikasi

lapisan mengambang :4luidi=ed bed gasi4i#ati%n< kemudian

ditambahkan pada unit P02! "engan k%mbinasi tekn%l%gi gasi4ikasi

ini maka upaya peningkatan suhu gas pada pintu masuk :inlet< turbin

gas memungkinkan untuk dilakukan!

Pada pr%ses gasi4ikasi di partial gasi4ier tersebut$ k%n(ersi

karb%n yang di#apai adalah sekitar 8+B! Nilai ini dapat ditingkatkan

menjadi &**B melalui k%mbinasi dengan peng%ksidasi :%>idi=er

Pengembangan lebih lanjut dari P02 ini dinamakan dengan

Ad(an#ed P02 :A-P02


25/44

Pada sistem ini terdapat alat gasi4ikasi :gasi4ier< yang

digunakan untuk menghasilkan gas$ umumnya bertipe entrained 4l%!

Yang tersedia di pasaran saat ini untuk tipe tersebut misalnya he(r%n

Te>a#% :lisensinya sekarang dimiliki GE Energy

bertekanan tinggi$ yang selanjutnya dialirkan ke turbin uap!

4! Pembangkitan K%mbinasi "engan Gasi4ikasi 2atubara

Peningkatan e4isiensi pembangkitan dengan mekanisme

k%mbinasi melalui peman4aatan gas sintetis hasil pr%ses gasi4ikasi

seperti pada A-P02$ selanjutnya mengarahkan tekn%l%gi

pembangkitan untuk lebih mengintensi4kan penggunaan tekn%l%gi

gasi4ikasi batubara ke dalam sistem pembangkitan! /paya ini akhirnya

menghasilkan sistem pembangkitan yang disebut dengan 1ntegrated

%al Gasi4i#ati%n%mbined y#le :1G

2.5 P*'-4''('- B'(/')' /-(/, I-8/() S**-

Energy merupakan kebutuhan utama dalam industry! "alam industrysemen$ energy panas merupakan kebutuhan yang paling utama$ yaitu untuk

%perasi pembakaran dalam tanur putar!

&! /raian Teknis Tentang .enis 2ahan 2akar

Iperasi pembakaran pada tanur putar merupakan langkah yang

paling kritis dalam setiap industry semen$ baik ditinjau se#ara teknis

maupun se#ara ek%n%mis! Iperasi pembakaran di tanur putar

menentukan %perasi pada unit-unit yang lain$ serta memerlukan

23


26/44

pemakaian energy panas yang nilainya dapat men#apai 3*B dari biaya

%perasi keseluruhan! Pr%dukti4itas dari industry semen umumnya

ditentukan %leh pr%duksti4itas unit tanur putarnya! Sedangkan

pr%dukti4itas tanur putar umumnya ditentukan %leh run 4a#t%rnya$

yang umumnya ditentukan %leh ketahanan lapisan batu tahan apinya!

Aspek utama yang paling berpengaruh terhadap ketahanan

lapisan batu tahan api dan e4esiensi %perasi pembakaran dalam tanur

putar$ adalah dalam jenis bahan bakar yang dipakai! /ntuk kedua

tujuan tersebut diperlukan %perasi pembakaran yang dapat

menghasilkan nyala yang stabil dan suhu yang setinggi mungkin!Pemakaian bahan bakar dengan jenis batubara tertentu dalam

%perasi pembakaran dalam tanur putar dapat menghasilkan

pr%dukti4itas yang berbeda apabila dibandingkan dengan pemakaian

bahan bakar jenis lain! Misalnya %perasi pembakaran dengan bahan

bakar batubara akan memerlukan k%nsumsi panas persatuan pr%duk

yang lebih besar$ dibandingkan pemakaian bahan bakar minyak atau

bahan bakar gas! ,al ini disebabkan adanya perbedaan p%la %perasi

pembakaran dari ketiga jenis bahan bakar tersebut yaitu bahan bakar

gas$ #air dan padat! Iperasi pembakaran batubara akan memerlukan

pemakaian udara dingin yang jauh lebih besar sedangkan sebaliknya

%perasi pembakaran memakai bahan bakar minyak :22M< atau gas

alam akan memakai udara pada suhu tinggi yang lebih besar!

"isamping itu$ %perasi pembakaran batubara juga akan

menghasilkan suhu nyala yang lebih rendah serta stabilitas yang

kurang baik dibandingkan dengan minyak atau gas alam$ kedua hal ini

akan memperpendek umur dari lapisan batu tahan api! Keadaan inilah

yang menyebabkan %perasi pembakaran dengan memakai batubara

akan kurang pr%dukti4 dibandingkan dengan %perasi pembakaran

dengan minyak atau gas alam! Tidak pr%dukti4 dari segi teknis antara

lain karena ;

a! K%nsumsi panas persatuan pr%duk

24


27/44

b! /mur lapisan batu tahan api atau dengan kata lain pr%dukti4itas

tanur putar yang berarti pr%dukti4itas pabrik semen se#ara

keseluruhan!

Se#ara ek%n%mis dapat dinyatakan baha %perasi dengan

memakai batubara akan kurang ek%n%mis dibandingkan dengan

memakai minyak atau gas alam$ antara lain ;

a! Naiknya biaya %perasi pembakaran

b! Naiknya biaya %perasi batu tahan api

#! Naiknya biaya pr%duksi semen akibat penurunan pr%duksi semen

Mengingat jenis dan kualitas batubara di 1nd%nesia sangatseragam$ maka se#ara umum dapat dikatakan baha pr%dukti4itas

pemakaian batubara dalam %perasi pembakaran pada tanur putar akan

menurun sebanyak &*-)*B dibandingkan dengan pemakaian minyak

atau gas alam!

)! 2atubara Sebagai 2ahan 2akar "alam 1ndustri Semen

Si4at-Si4at 2atubara

Seperti diketahui baha batubara merupakan suatu #ampuran

padatan yang sangat heter%gen dan terdapat dialam dengan tingkat

atau grade yang berbeda$ mulai dari lignit$ sub bitumine$ bitumine

sampai antrasit! Sebagai padatan$ batubara terdiri atas kumpulan

ma#eral :(itrinite$ eksinite dan enertinite< dan mineral :#lay$ kalsit dan

lain-lain

"ilihat dari unsure-unsur pembentuk batubara terdiri dari

#arb%n$ %ksigen$ nitr%gen sedikit sul4ur$ 4%s4%r dan lain-lain!

Sedangkan dari segi struktur m%lekul$ dapat dibedakan atas ar%mati#dan aliphati#! Ileh karena itu dalam industry semen$ batubara

digunakan sebagai bahan bakar$ maka panas pembakaran$ hasil-hasil

pembakaran dan sisa-sisa pembakaran perlu diketahui terutama

apabila hal-hal tersebut dapat mengganggu kualitas semen yang akan

dihasilkan!

Si4at-si4at batubara dapat dilihat dengan analisa sebagai berikut ;

a! Analisa Pr%ksimat$ Terdiri atas ;

25


28/44

engas :m%isture< yang berupa lengas bebas :4ree

m%istureed #arb%n<

Oat terbang :(%latile matter<

b! Analisa /ltimate

Terdiri atas analisis unsure-unsur ; $ ,$I$ N juga S dan

ph%sph%r serta l

#! Nilai Kal%r

Terdapat dua ma#am nilai kal%r$ yaitu ;Nilai kal%r net$ yaitu nilai

kal%r pembakaran dihitung dalam keadaan semua air :,)I<

berujud gas! Nilai kal%r gr%ss$ yaitu nilai kal%r pembakaran

diukur dalam keadaan semua air :,)I< berujud air!

d! T%tal Sulphur

Sulphur atau belerang dapat berbeda dalam batubara

sebagai mineral pirite$ markasite$ a sulphat atau belerang

%rgani# yang pada pembakarannya akan berubah menjadi SI)!

e! Analisa Abu

Abu yang terjadi dalam pembakaran batubara akan

membentuk %ksida-%ksida sebagai berikut SiI)$ Al)I3$ TiI)$

Mn3I5$ aI$ MgI$ Na)I$ K)I! abu inilah yang terutama akan

se#ara padatan ber#ampur dengan klinker dan mempengaruhi

kualitas semen! Namun demikian kadar abu batubara di

1nd%nesia biasanya hanya berkisar antara +B sampai )*B saja!

4! ,ardgr%(e Grindability 1nde>

Merupakan suatu bilangan yang dapat menunjukan mudah

sukarnya batubara digerus menjadi bahan bakar serbuk! Makin

ke#il bilangannya$ makin keras keadaan batubaranya!

Sesuai dengan si4atnya$ batubara umumnya dibagi atas

empat ma#am yaitu ;

Antrasit$ mengandung sedikit (%latile matter

2itumine$ mengandung medium (%latile matter

26


29/44

ignit$ mengandung banyak (%latile matter

Peat

Apabila kita membakar batubara dengan 4ree grate$ maka

panjang nyala yang dihasilkan$ tergantung besarnya kandungan

(%latile matter nya! 2atubara dengan kadar (%latile matter yang

tinggi$ akan menghasilkan nyala yang panjang diatas grate 4ire

dan batubara dengan kadar (%latile matter yang rendah$ akan

menghasilkan nyala yang pendek! Ileh karenanya antrasit biasa

disebut dengan sh%rt 4laming #%al dan bitumine sebagai l%ng

4laming #%al!

Akan tetapi batubara akan menghasilkan hasil yang

berbeda bila dibakar dalam bentuk batubara halus didalam tanur

putar! %ng 4laming #%al bila dibakar dalam tanur putar sebagai

batubara halus akan terurai dengan segera dan (%latile matter

yang menguap akan terbakar dengan #epat! Sedangkan partikel

#%ke yang sudah tersegregasi akan mempunyai luas permukaan

yang sangat besar sehingga serbuk batubara dapat terbakar se#ara #epat! ,al ini yang menyebabkan l%ng 4laming #%al

didalam tanur putar akan terbakar hanya dalam daerah yang

pendek dari tanur atau dengan kata lain akan menghasilkan

nyala pendek! Sh%rt 4laming #%al mengandung sedikit (%latile

matter$ bila dibakar dalam tanur putar sebagai batubara halus

akan terurai se#ara lambat$ sehingga akan terbakar dalam jarak

yang lebih panjang!

"engan demikian$ batubara yang disebut sh%rt 4laming

#%al bila dibakar sebagai batubara halus didalam tanur putar$

akan menghasilkan nyala yang panjang! Iperasi pembakaran

dalam tanur putar membutuhkan pembakaran dengan suhu nyala

yang sangat tinggi$ karena pr%ses klinkerisasi memerlukan suhu

material sekitar &5+* *! disamping itu suhu nyala yang lebih

tinggi akan menghasilkan heat trans4er yang lebih besar! Kedua

hal ini sangat berpengaruh dalam hal e4ekti4itas dan e4esiensi

27


30/44

%perasi pembakaran dalam tanur putar! alaupun antrasit

memiliki nilai kal%r yang tinggi$ penggunaannya sebagai bahan

bakar dalam tanur putar kurang disukai$ karena antrasit

menghasilkan nyala yang lebih panjang dengan suhu yang

relati(e lebih rendah!

"emikian juga lignit$ yang disamping mempunyai

kandungan (%latile matter yang tinggi dan heating (alue rendah$

tidak disukai karena akan menghasilkan suhu nyala yang lebih

rendah! 2itumine adalah jenis batubara yang lebih disukai

pemakaiannya sebagai bahan bakar dalam tanur putar$ karena

mempunyai kandungan (%latile matter yang #ukup$ tetapi nilai

kal%rnya relati(e tinggi!

Ileh karena itu bitumine dapat menghasilkan suhu nyala

yang lebih tinggi! Akan tetapi bitumine yang berkandungan abu

lebih besar :akibat adanya impurities yang biasanya dari #lay

dan sebagainya< atau berkandungan air yang tinggi juga tidak

disukai$ karena hal-hal tersebut akan menurunkan suhu nyala

disamping membutuhkan juga e>#ess air yang lebih besar! ,al

ini akan mengakibatkan rendahnya e4ekti4itas dan e4isiensi

%perasi pembakaran dalam tanur putar!

Sebenarnya se#ara te%ritis diharapkan bitumin%us #%al

yang bersih dari n%n #%mbustible material akan menghasilkan

suhu nyala yang pendek dan lebih tinggi dibandingkan dengan

4uel %il dan natural gas! Tetapi pada prakteknya kandungan n%n

#%mbustible material baik berupa ash atau m%isture tidak dapat

dihindarkan$ sehingga membutuhkan %perasi dengan e>#ess air

yang lebih tinggi dan membutuhkan primary air :yang suhunya

rendah< yang lebih besar!

,al ini akan menurunkan suhu nyala disamping

memperbesar 4l% rate gas bakar yang mengakibatkan lebih

pendeknya retenti%n time gas dalam tanur putar dari preheater

28


31/44

system dan akan menurunkan heat trans4er rate$ yang berarti

akan memperbesar terbuangnya panas melalui preheater gas!

3! Penyiapan 2atubara "an Sistem Pengumpan Kedalam Kiln

"i antara semua bahan bakar yang umumnya dipakai$ batubaa

merupakan bahan bakar yang memerlukan in(estasi aal yang sangat

tinggi baik untuk grinding maupun pengumpanan! 0l% sheet dasar

dari instalasi batubara hamper sama di semua tingkat!

g! Penyimpanan :St%#k Pilling<

Sesudah di b%ngkar di suatu pabrik$ batubara disimpan di

suatu gudang penyimpanan! Perhatian utama yang harus

diberikan pada tahap ini adalah mengurangi resik% sel4 igniti%n

dan kehilangan :l%%ses< material selama penyimpanan! Karena

salah satu karakter bahan bakar padat adalah tidak h%m%geny$

maka sebelum digiling perlu dilakukan pre-h%m%geni=ati%n$

yang antara lain dengan #ara pengaturan tumpukan dan

penampian dari gudang penyimpanan! Aturan 010I perlu

dilaksanakan disini untuk men#egah batubara yang berlebihan!

h! Primary rushing

Primary #rushing dapat dilakukan se#ara %pen #ir#uit atau

#l%se #ir#uit! Kehalusan pr%duk dari primary #rushing ini

tergantung kepada ma#am grinding mill yang dipakai!

i! Grinding and "rying :Penggilingan dan Pengeringan<

/ntuk batubara yang mempunyai kadar air di baah )*B$ pengeringannya dilakukan pada #%al mill! /ntuk batubara yang

kadar airnya lebih dari )*B$ biasanya ada alat pengering

tambahan sebelum #%al mill! %al mill dibedakan dalam dua

tipe$ yaitu ;

2all millTube mill

6erti#al mill$ yang di%perasikan se#ara %pen #ir#uit dan

#l%se #ir#uit

29


32/44

Pr%ses pengeringan di sini adalah mengeringkan ra #%al

maksimal sampai pada inherent m%isturenya! "i dalam

peng%perasian system #%al mill ini yang harus menjadi perhatian

utama adalah mengurangi resik% peledakan yang disebabkan ;

/mpan batubara yang tidak lan#er

Ketidaklan#aran pengumpanan menyebabkan material

kasar :kering< yang kembali dari separat%r$ akan langsung

k%ntak dengan udara panas

Perubahan kadar air batubara yang terlalu besar

Kadar air pr%duk terlalu rendah$ jauh dibaah inherent

m%isturenya

Resik%-resik% peledakan tersebut diperbesar %leh

kandungan (%latile matter yang tinggi dari batubara!

Pengendalian %perasi #%al mill didasarkan pada desain

kehalusan batubara yang telah diperhitungkan s esuai kebutuhan

pembakaran dalam tanur putar!

j! Penangkapan "ebu

Penangkapan debu batubara umumnya dilakukan dengan

4ilter atau ele#tr%stati# presipitat%r! /ntuk mengurangi

kehilangan material$ alat penangkap debu ini harus dijaga agar

ber%perasi se#ara %ptimal! Yang harus diperhatikan di sini

adalah debu yang halus #enderung menyebabkan reaksi

peledakan! ampuran batubara atau udara akan e>pl%si(e dalam

daerah k%nsentrasi tertentu! 2eberapa ahli menyebutkan baha

inter(al 5*-&+* gNml3 sebagai daerah kritis untuk terjadinya

peledakan tersebut$ yang biasanya terjadi di saat start up atau

st%p peralatan!

k! System Pengumpanan 2atubara ,alus Ke dalam Tanur Putar

System pengumpanan batubara halus ke dalam tanur putar

dapat dibedakan sebagai berikut ;

"ire#t system

Semi indire#t system

30


33/44

1ndire#t system

Pada dire#t system$ semua batubara yang dihasilkan digrinding mill langsung diumpankan kedalam tanur putar

bersama udara pengeringnya! Pada semi indire#t system$

batubara dari mill untuk sementara disimpan dalam intermediate

sil% sebelum diumpankan ke dalam tanur putar! /ntuk system

ini ada dua ma#am (ersi yang tergantung pada kadar air

batubara! Yang mempunyai kadar air rendah$ udara pengering

dari mill sebagian diinjeksikan ke tanur putar sebagai udara

primer$ dan sebagian disirkulasikan ke mill! 2ila kadar air

tinggi$ sebagian gas dari mill dikeluarkan melalui alat

penangkap debu!

Pada indire#t system$ semua batubara dari mill di simpan

di intermediate sil% sebelum diumpankan$ dan gas dari mill tidak

diumpankan ke tanur putar sebagai udara primer$ ke#uali bila

diinginkan!

5! Iperasi Pemakaian 2atubara Pada Tanur Putar

"alam pemakaian batubara sebagai bahan bakar dalam %perasi

tanur putar$ terdapat beberapa hal yang spesi4ik yang perlu

diperhatikan yaitu ;

a! Pemakaian /dara Primer

/dara primer berperan antara lain sebagai ;

Sarana transp%rtasi untuk injeksi batubara ke dalam tanur

putar Suatu alat pengendali nyala

"engan demikian udara primer yang temperaturnya

rendah ini$ maka udara pembakaran yang terdiri dari primary air

dan se#%ndary air$ akan mempunyai temperature #ampuran

relati(e rendah! Ileh karena itu sebenarnya se#ara ek%n%mis

pemakaian udara primer ini kurang menguntungkan! "i dalam

31


34/44

%perasi pemakaian batubara$ pemakaian udara primer ini dapat

berkisar antara &+-)*B dari kebutuhan udara pembakaran!

b! Pemakaian E>#ess Air Yang 2esar

2erdasarkan te%ri kinetika reaksi$ bahan bakar gas dan #air

lebih reakti4 dengan %ksigen$ dibandingkan %ksigen dengan

batubara! ,al ini mudah dimengerti karena pembakaran

batubara akan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut ;

Perpindahan panas dari burning =%ne ke partikel batubara

se#ara k%n(eksi dan radiasi

Perpindahan panas melalui lapisan abu yang bersi4at

is%lat%r menuju 4r%nt %ksidasi se#ara k%nduksi

Reaksi kimia antara $ S$ ,) dengan ,)$ I$ ,)I dan

SI)

I)$ SI)$ I dan ,) berdi4usi dari 4r%nt %ksidasi ke

bagian luar partikel batubara

Abu pembungkus sekeliling partikel batubara

terdek%mp%sisi se#ara termis dan mekanis

Ileh karena itu untuk men#apai kesempurnaan

pembakaran yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar

diperlukan e>#ess air yang relati(e besar! "engan pemakaian

udara yang lebih besar ini$ maka akan dihadapkan pada

permasalahan ;

Kerugian panas karena terserap %leh kelebihan udara

tersebut

Trans4er panas antara udara dan material di dalam kiln

kurang sempurna$ karena aktu tinggal udara panas yang

relati(e rendah

#! Kandungan Air "alam 2atubara

Air yang terdapat dalam batubara$ baik sebagai inherent

m%isture maupun sebagian ke#il m%isture yang lain$ tentunya

akan merugikan karena mengurangi panas yang dihasilkan!

32


35/44

d! Stabilitas /mpan

Karena batubara merupakan bahan bakar dalam bentuk

p%der :bubukan< maka sangat sulit diper%leh k%ndisi

pengumpanan yang benar-benar stabil ke dalam kiln!

Ketidakstabilan umpan ini berarti ketidakstabilan panas didalam

kiln$ akan mengakibatkan ketidakstabilan #%ating sebagai

pelindung batu tahan api! "engan demikian akan mengakibatkan

umur batu yang relati(e pendek!

e! 1mpurities dalam 2atubara

2ila pr%ses pen#u#ian batubara tidak baik$ maka akan

ditemui impurities :misal #lay

Pada dasarnya semua jenis batubara dapat dipakai sebagai bahan

bakar dalam tanur putar! "apat disimpulkan baha persyaratan mutu

batubara yang dibutuhkan %leh industry semen unit %perasi dengan

e4ekti4itas yang #ukup tinggi yaitu ;

a! Nilai bakar net #ukup tinggi$ yaitu H '!*** #algr

b! 6%latile matter medium$ maksimum 3'-5)B

#! T%tal m%isture$ maksimum &)B

d! Kadar abu maksimum 'B

e! Kadar sulphur maksimum *$8B

4! Kadar alkali dalam abu$ maksimum )B

g! /kuran batubara :ra #%al<

"iatas saringan &** mm L *B

&** mm F +* mm L 7*B

+* F )+ mm L )+B

)+ F &+ mm L &+B

%l%s &+ mm L *B

h! 6ariasi kualitas diatas tidak lebih dari &*B

2atubara dengan kualitas yang tidak memenuhi

persyaratan diatas akan menghasilkan pr%dukti4itas yang lebih

rendah$ persyaratan-persyaratan diatas dapat dijelaskan sebagai

berikut ;

33


36/44


37/44

Apabila kandungan gas I dari gas menuju ele#tr% pre#ipat%r

sebagai alat penangkap debu lebih besar dari *$'B$ maka untuk

menghindari peledakan$ alat penangkap debu ini akan %44 sehingga

dengan demikian tidak ada penangkapan debu$ yang berarti sekitar 7B

dari umpan ra meal akan terbang bersama-sama gas yang keluar

#er%b%ng$ yang tentunya menimbulkan masalah-masalah antara lain ;

Pen#emaran udara$ baik debu maupun gas I

Kerugian karena hilangnya material

Pr%ses reaksi pembakaran batubara ini akan berkelanjutan

hingga diseluruh saluran gas panas$ mengakibatkan temperature gas

tersebut bias sangat tinggi! "alam k%ndisi seperti ini tidak jarang

mengakibatkan kerusakan impeller dari 4an yang dilalui atau

kerusakan e>pansi%n j%int dari du#ting atau terhadap du#ting itu

sendiri!

Resik%-resik% pen#emaran lingkungan$ kehilangan material dan

kerusakan peralatan ini dapat dikurangi atau dihindari antara lain

dengan #ara ;o Mengusahakan kesempurnaan pembakaran di burning =%ne

dalam kiln dengan memahami kinetika pr%ses pembakaran

o Peren#anaan system kiln dan injeksi batubara yang baik

,al tersebut diatas akan merupakan sumber pen#emaran

lingkungan melalui gas buang$ disamping itu sumber pen#emaran lain

terjadi selama penyimpanan dan selama %perasi ekspl%itasi dan

preparasi batubara$ juga terjadi keb%#%ran-keb%#%ran yang

menimbulkan pen#emaran lingkungan

2.6 P*-*-8'+'- P+/ U8')'

P%lusi udara adalah terk%ntaminasinya udara %leh bahan berbahaya

yang karena jumlah ataupun karakteristiknya$ dapat membahayakan

kesehatan manusia danatau lingkungan sekitar! Selain menghasilkan gas-

gas buang yang dapat men#emari udara$ akumulasi dari debu-debu hasil

pembakaran batubara dapat menempel di pipa-pipa b%iler dan membentuk

35


38/44

sema#am kerak yang disebut slag! Melalui perlakuan khusus menggunakan

s%%tbl%er$ slag akan jatuh dalam bentuk padatan yang selanjutnya

dikumpulkan untuk diperlakukan lebih lanjut! Namun kali ini saya akan

menjelaskan kepada Anda p%lutan-p%lutan pen#emar udara$ yang dihasilkan

%leh pembakaran batubara!

&! P%lusi /dara Ileh 2%iler

P%lutan-p%lutan penting yang dihasilkan dari pr%ses pembakaran

batubara antara lain adalah SI)$ NI>$ I$ dan material partikulat!

Selain itu ada bahan p%lutan lain yang disebut udara bera#un! 1a

adalah p%lutan yang sangat berbahaya meskipun jumlahnya hanya

sedikit dihasilkan %leh pembakaran batubara! Namun udara bera#un

ini perlu kita bahas juga lebih lanjut karena si4atnya yang sangat

membahayakan kesehatan manusia! 2erikut adalah penjelasan lebih

detail mengenai p%lutan-p%lutan tersebut;

)! Sul4ur "i%ksida

2atubara memiliki kandungan sul4ur yang dapat men#apai

&*B dalam 4raksi berat! Namun rata-rata kandungan sul4ur di dalam

batubara berada di kisaran &-5B tergantung dari jenis batubara

tersebut! Pr%ses pembakaran batubara menyebabkan sul4ur tersebut

terbakar dan menghasilkan gas sul4ur di%ksida :SI)< dan sebagian

ke#il menjadi sul4ur tri%ksida :SI3

3! Kerusakan ,utan "i P%landia Akibat "ari ,ujan Asam

Se#ara langsung$ sul4ur %ksida dapat menyebabkan iritasi pada

alat pernapasan manusia$ mengurangi jarak pandang kita$ sekresi

muskus berlebihan$ sesak napas$ dan lebih lanjut dapat menyebabkan

kematian! Reaksi sul4ur %ksida dengan kelembaban ataupun hujan$

dapat menimbulkan hujan asam yang sangat berbahaya bagi tanaman$

hean terutama hean air$ serta si4atnya yang k%r%si4 dapat merusak

in4rastruktur-in4rastruktur yang ada!

5! Sul4ur Tri%ksida

36


39/44

Sebagian ke#il sul4ur di%ksida yang terbentuk pada pembakaran

batubara$ terk%n(ersi menjadi sul4ur tri%ksida :SI3

terbentuk sebanyak &B dari t%tal gas buang pembakaran! Satu sistem

pada b%iler yang ber4ungsi untuk meng%ntr%l gas buang NI>$

memiliki e4ek samping meningkatkan pembentukan SI3 dari *$+B

sampai )B! SI3 sangat mudah bereaksi dengan air untuk membentuk

asam sul4at :,)SI5< pada temperatur gas buang di baah )'*%!

Seperti yang Anda ketahui baha asam sul4at bersi4at amat sangat

k%r%si4 dan berbahaya!

SI3 memiliki si4at higr%sk%pis yang sangat agresi4!

,igr%sk%pis adalah sebuah si4at untuk menyerap kelembaban dari

lingkungan sekitarnya! Sebagai gambaran untuk Anda$ SI3 yang

mengenai kayu ataupun bahan katun dapat menyebabkan api seketika

itu juga! Kasus ini terjadi karena SI3 mendehidrasikan karb%hidrat

yang ada pada benda-benda tersebut! P%lutan ini juga sangat jelas

berbahaya bagi manusia$ karena apabila terkena kulit$ kulit tersebut

akan seketika mengalami luka bakar yang serius! Atas dasar inilah

p%lutan SI3 harus ditangani dengan sangat serius agar tidak

men#emari lingkungan sekitar!

+! Nitr%gen Iksida

Nitr%gen Iksida yang dihasilkan %leh pembakaran batubara

biasa disebut dengan NI>! NI> meliputi semua jenis senyaa yang

tersusun atas at%m nitr%gen dan %ksigen! Nitrat %ksida :NI< dan

nitr%gen di%ksida :NI>< menjadi penyusun utama dari p%lutan ini!

NI$ yang paling banyak jumlahnya$ terbentuk pada pembakaran

bertemperatur tinggi hingga dapat mereaksikan nitr%gen yang

terkandung pada bahan bakar danatau udara$ dengan %ksigen! .umlah

dari NI> yang terbentuk tergantung atas jumlah dari nitr%gen dan

%ksigen yang tersedia$ temperatur pembakaran$ intensitas

pen#ampuran$ serta aktu reaksinya!

37


40/44

2ahaya p%lutan NI> yang paling besar berasal dari NI)$

yang terbentuk dari reaksi NI dengan %ksigen! Gas NI) dapat

menyerap sprektum #ahaya sehingga dapat mengurangi jarak pandang

manusia! Selain itu NI> dapat mengakibatkan hujan asam$ gangguan

pernapasan manusia$ k%r%si pada material$ pembentukan sm%g dan

kerusakan tumbuhan!

'! Karb%n M%n%ksida

Gas yang tidak berarna dan juga tidak berbau ini terbentuk

dari pr%ses pembakaran yang tidak sempurna! Karb%n m%n%ksida

:I< dihasilkan dari pr%ses pembakaran batubara di b%iler dalam

jumlah yang relati4 sangat ke#il! 2ahaya paling besar yang diakibatkan

%leh I adalah pada kesehatan manusia dan juga hean! .ika gas I

terhirup$ ia akan lebih mudah terikat %leh hem%gl%bin darah daripada

%ksigen! ,al ini menyebabkan tubuh akan kekurangan gas I)$ dan

jika jumlah I terlalu banyak akan dapat menyebabkan penurunan

kemampuan m%t%rik tubuh$ k%ndisi psik%l%gis menjadi stress$ dan

paling parah adalah kematian!

7! Abu :0ly Ash<

,asil pembakaran batubara di b%iler juga menghasilkan

partikel-partikel abu dengan ukuran antara & hingga &** m! Abu

tersebut mudah terlihat %leh mata kita$ bahkan dapat mengganggu

jarak pandang jika tersebar di udara bebas! Selain itu 4ly ash sangat

berbahaya jika sampai terhirup %leh manusia$ karena ia dapat melukai

bagian-bagian penting sistem pernapasan kita!

0ly ash tersusun atas beberapa senyaa padat$ diantaranya

adalah SiI)$ Al)I3$ 0e)I3$ dan aI! "i samping itu$ 4ly ash juga

mengandung l%gam-l%gam berat dan partikel-partikel lain yang sangat

bera#un bagi manusia jika berada dalam jumlah yang #ukup! Ra#un-

ra#un tersebut berasal dari batubara$ diantaranya adalah arsenik$

berilium$ #admium$ barium$ #hr%mium$ tembaga$ timbal$ mer#ury$

38


41/44

m%lybdenum$ nikel$ radium$ selenium$ th%rium$ uranium$ (anadium$

dan seng!

8! Karb%n "i%ksida

Sejak tahun &98*-an$ e4ek dari meningkatnya jumlah emisi I)

akibat ulah manusia semakin diperhatikan! I) yang dikenal dengan

sebutan gas rumah ka#a$ menjadi satu dari beberapa gas buang yang

mengakibatkan terjadinya gl%bal arming :pemanasan gl%bal

selalu dihasilkan %leh semua jenis pr%ses pembakaran yang

menggunakan bahan bakar 4%sil berbasis hidr%karb%n!

Menangani emisi I) tidak semudah menangani emisi gas

buang lainnya$ seperti SI) misalnya! Karena jumlah pr%duksi I)

dari pr%ses pembakaran yang se#ara alamiah selalu berjumlah banyak!

Salah satu met%de paling e4ekti4 untuk mengurangi pembentukan I)

adalah dengan memperbaiki tingkat e4isiensi dari pr%ses pembakaran

:energi yang lebih banyak dari bahan bakar yang lebih sedikit

ini met%de-met%de untuk mengurangi jumlah penggunaan bahan bakar

karb%n untuk menghasilkan energi yang lebih besar terus

dikembangkan!

39


42/44

BAB%

PENUTUP

5.1 K*261


43/44

dimasukkan %leh udara pembakaran! /kuran batubara untuk pembakaran bahan

bakar pul(eri=ed adalah -)** mesh :-75 m


44/44

Documents

Pemanfaatan Batu Bara