Perhitungan Neraca Panas Kiln

5.4.3 Neraca Energi pada Kiln

Rotary Kiln

Keterangan : Panas Masuk

Q1 : Panas yang dibawa umpan kiln

Q2 : Panas dari pembakaran batu bara

Q3: Panas dari udara sekunder

Q4: Panas yang dibawa udara primer

Q5: Panas sensible batu bara

Q6 : Panas H2O dalam batu bara

Panas Keluar

Q7 : Panas dari gas hasil pembakaran batu bara

Q8: Panas dari CO2 hasil kalsinasi

Q9 : Panas disosiasi

Q10 : Panas yang dibawa H2O dalam batu bara

Q11 : Panas yang hilangQ12: Panas konduksiQ13: Panas konveksiQ14: Panas radiasi

Q15: Panas dari klinker yang keluar dari kiln1) PANAS INPUTa. Panas dari Umpan KilnTemperatur = 900 C + 273 = 1173 K

Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi klinker umpan kiln dengan Cp masing masing :Komponenm (kg)Cp (kkal/kmol.K)BM (kg/kmol)T (K)Tref (K)

SiO2 73.19010,87 + 0,008712 T 241.200 T-2601173298

Al2O3 18.29022,08 + 0,008971 T 522.500 T-21021173298

Fe2O3 12.07024,27 + 0,01604 T 423.400 T-21041173298

CaCO3 sisa kalsinasi126.85019,68 + 0,01189 T 307.600 T-21001173298

MgCO3 sisa kalsinasi 1.77016,9841173298

CaO167.54010,00 + 0,00484 T 108000 T-2561173298

MgO 2.01010,86 + 0,001197 T ( 208700 T-2401173298

Q SiO2 = m

= m

= 73.190 kg kkal/kmol.K

= 73.190 kg

kkal/kmol.K

= 1.062.294.088 kkal.kg/kmol = 17.704.901,46 kkalGunakan cara yang analog dengan perhitungan di atas untuk menghitung kalor masing masing komponen, sehingga diperoleh total kalor semua komponen :

Komponenm (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

SiO2 73.190241,9017.704.901,46

Al2O3 18.290233,19 4.265.063,48

Fe2O3 12.070293,26 3.539.660,03

CaCO3 sisa kalsinasi126.850241,0230.573.357,76

MgCO3 sisa kalsinasi 1.770176,04 311.593,75

CaO167.540207,0434.688.253,49

MgO 2.010243,76 489.959,04

Total91.572.789,02

b. Panas dari Pembakaran Batu Bara

Temperatur = 70 C + 273 = 343 K

Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi batu bara umpan kiln dengan Hc masing masing :

Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)T (K)Tref (K)

C10.520 - 0,45300,012343298

H 760 0,22280,001343298

O 1.890 0,00000,032343298

N 180 0,00000,028343298

S 130 0,07100,032343298

H2O 1.290 68,31740,018343298

SiO2 650202,46000,060343298

Al2O3 370399,09000,102343298

Fe2O3 60198,50000,104343298

CaO 790151,70000,056343298

MgO 20143,84000,040343298

Total16.660

Q S = m Hc = 130 kg (0,071 kkal/mol)

= 9,23 kkal.kg/mol = 288,44 kkal Gunakan cara yang analog dengan perhitungan di atas untuk menghitung kalor masing masing komponen, sehingga diperoleh total kalor semua komponen :Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)Q (kkal)

C10.520 - 0,45300,012 -397.130,00

H 760 0,22280,001 169.337,95

O 1.890 0,00000,032 0,00

N 180 0,00000,028 0,00

S 130 0,07100,032 288,44

H2O 1.290 68,31740,0184.896.080,33

SiO2 650202,46000,0602.193.316,67

Al2O3 370399,09000,1021.447.679,41

Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)Q (kkal)

Fe2O3 60198,500,104 114.519,23

CaO 790151,700,0562.140.053,57

MgO 20143,840,040 71.920,00

Total16.66010.636.065,61

c. Panas Sensibel Batu Bara

Diketahui data sebagai berikut.m (kg)Cp (kJ/kg. C)Cp (kkal/kg. C)T (C)Tref (C)

Batu bara16.6001,260,30117025

Sehingga diperoleh :

m (kg)Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

Panas batu bara16.60013,55225.770,08

d. Panas H2O Batu Bara

Diketahui data sebagai berikut.m (kg)Cp (kkal/kg. C)T (C)Tref (C)

H2O batu bara1.2901,00017025


m (kg)Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

Panas H2O batu bara1.29045,004558.055,81

e. Panas dari Udara SekunderDiketahui data sebagai berikut.

m (kg)Cp (kkal/kmol. C)T (C)Tref (C)BM (kg/kmol)

Udara sekunder141.7400,02894 + (0,4147 10-5 T) + (0,3191 10-8 T2) (1,965 10-12 T3)1.2002529


m (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

Panas udara sekunder141.7401,3037184.791,75

f. Panas dari Udara PrimerDiketahui data sebagai berikut.

m (kg)Cp (kkal/kmol. C)T (C)Tref (C)BM (kg/kmol)

Udara primer15.7500,02894 + (0,4147 10-5 T) + (0,3191 10-8 T2) (1,965 10-12 T3)202529



Panas udara primer15.750- 0,005- 78,84

g. Panas Disosiasi

Diketahui data sebagai berikut.

Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)T (C)Tref (C)

CaCO3126.850289,50,100100025

MgCO3 1.770261,70,084100025


Komponenm (kg)Hc (kkal/kg)Q (kkal)

CaCO3126.850 2.895,00367.230.750,00

MgCO3 1.7703.115,48 5.514.392,86

Total372.745.142,86

Maka diperoleh total panas input sebagai berikut.

PANAS INPUTQ (kkal)

Panas umpan kiln 91.572.789,02

Panas pembakaran batubara 10.636.065,61

Panas udara sekunder 184.791,75

Panas udara primer -78,84

Panas sensibel batubara 225.770,08

Panas H2O batubara 58.055,81

Panas disosiasi372.745.142,86

Total475.422.536,27

2) PANAS OUTPUT

a. Panas Klinker Panas

Temperatur = 1400 C + 273 = 1673 K

Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi klinker panas yang keluar dari kiln dengan Cp masing masing :

Komposisim (kg/jam)Cp (kkal/kmol.K)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)

SiO2 73.84010,87 + 0,008712 T 241.200 T-2167329860

Al2O3 18.67022,08 + 0,008971 T 522.500 T-21673298102

Fe2O3 12.13024,27 + 0,01604 T 423.400 T-21673298104

CaO239.37010,00 + 0,00484 T 108000 T-2167329856

MgO 2.87010,86 + 0,001197 T ( 208700 T-2167329840

Total346.880

Q SiO2 = m

= m

= 73.840 kg kkal/kmol.K

= 73.840 kg

kkal/kmol.K

= 1.926.214.657 kkal.kg/kmol = 32.103.577,61 kkalGunakan cara yang analog dengan perhitungan di atas untuk menghitung kalor masing masing komponen, sehingga diperoleh total kalor semua komponen :

Komposisim (kg/jam) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

SiO273.840434,7732.103.577,61

Al2O318.670402,70 7.518.376,64

Fe2O312.130518,64 6.291.122,50

Komposisim (kg/jam) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

CaO239.370357,3385.534.770,65

MgO 2.870399,24 1.145.806,94

Total346.880132.593.654,34

b. Panas CO2 Hasil Kalsinasi


m (kg)Cp (kkal/kmol.K)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)

CO2 56.74010,34 + 0,00274 T 195.500 T-2 47329844



CO2 56.74039,80972.258.801,63

c. Panas Gas Hasil Pembakaran (GHP)

Temperatur = 200 C + 273 = 473 K

Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi GHP yang keluar dari kiln dengan Cp masing masing :

Komponenm (kg)Cp (kkal/kmol.K)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)

CO2 38.58010,34 + 0,00274 T 195.500 T-247329844

N2124.6006,5 + 0,001 T47329828

SO2 2707,7 + 0,0053 T - 0,00000083 T247329864

Cp (kkal/kg.C)T (C)Tref (C)

H2O 8.1701,007620025-

Diperoleh kalor masing masing komponen dan total kalor semua komponen :

Komponenm (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)

CO2 38.58039,811.535.857,72

N2124.60043,035.362.083,13

SO2 27026,30 7.100,56

Cp dT (kkal/kg)

H2O 8.170176,331.440.616,10

Total8.345.657,50

d. Panas H2O dalam Batu BaraTemperatur = 200 C + 273 = 473 K

Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 K

Diketahui data sebagai berikut.m (kg)Cp (kkal/kg.K)

H2O dalam batu bara1.2900,4849

(kkal/kmol)BM (kg/kmol)

Panas laten H2O1.29010.52018

Sehingga diperoleh kalor masing masing :

Q (kkal)

H2O dalam batu bara 46.918,20

Panas laten H2O753.933,33

Total800851,53

e. Panas Konduksi

Diketahui data sebagai berikut.k (kkal/m.C)Tdalam (C)Tluar (C)x (m)D (m)L (m)

Baja Kiln3,699814005000,055,684

Qkonduksi = k A

= 3,6998 kkal/m.C (3,14 m 84 m)

= 98.365.800 kkalf. Panas Konveksi


hc (kkal/m2.C)Tdalam (C)Tluar (C)x (m)D (m)A (m2)L (m)

Udara5,592614005000,255,71.503,4384

Qkonveksi = hc A T = 5,5926 kkal/m2.C 1.503,43 m2 (1400 500) C = 7.567.284,42 kkalg. Panas Radiasi


(W/m2.K4)Tdalam (K)Tluar (K)x (m)D (m)A (m2)L (m)

Baja Kiln5,669 10-816737730,055,71.503,43840,78

Qradiasi =

Sehingga diperoleh :Q (kkal)

Baja Kiln1,23

Maka diperoleh total panas output sebagai berikut.

PANAS OUTPUTQ (kkal)

Panas klinker keluar 132.593.654,34

Panas CO2 hasil kalsinasi 2.258.801,63

Panas GHP 8.345.657,50

Panas H2O batubara 46.918,20

Panas laten H2O 753.933,33

Panas konduksi 98.365.800,27

Panas konveksi 7.567.284,42

Panas radiasi 1,23

Panas yang hilang 225.490.485,34

Total 475.422.536,27

Diperoleh neraca energi pada kiln :

PANAS INPUTQ (kkal)PANAS OUTPUTQ (kkal)

Panas umpan kiln 91.572.789,02Panas klinker keluar 132.593.654,34

Panas pembakaran batubara 10.636.065,61Panas CO2 hasil kalsinasi 2.258.801,63

Panas udara sekunder 184.791,75Panas GHP 8.345.657,50

Panas udara primer -78,84Panas H2O batubara 46.918,20

Panas sensibel batubara 225.770,08Panas laten H2O 753.933,33

Panas H2O batubara 58.055,81Panas konduksi 98.365.800,27

Panas disosiasi372.745.142,86Panas konveksi 7.567.284,42

Panas radiasi 1,23

Panas yang hilang 225.490.485,34

Total475.422.536,27 475.422.536,27

5.4.4 Neraca Energi pada Cooler

Cooler

Keterangan : Panas Masuk

Q1 : Panas yang dibawa klinker panasQ2 : Panas dari cooling air Panas Keluar

Q3: Panas udara sekunder Q4: Panas udara tersierQ5: Panas udara buangQ6 : Panas debu ke EPQ7 : dari klinker yang keluar dari coolerQ8: Panas yang hilang1) Panas Input

a. Panas Klinker yang Keluar dari KilnTemperatur = 1400 C + 273 = 1473 K

Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi klinker umpan kiln dengan kalor masing masing dan totalnya :

Komponenm (kg) Cp dT (kkal/kg)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)Q (kkal)

SiO2 73.840353,1914732986026.079.193,67

Al2O3 18.670332,1514732981026.201.249,95

Fe2O3 12.130423,7814732981045.140.426,18

CaO239.370294,5814732985670.514.735,14

MgO 2.870336,18147329840964.842,46

Total346.880108.900.447,40

b. Panas Cooling Airm (kg) Cp dT (kkal/kg)T (C)Tref (C)Q (kkal)

Panas cooling air682.0400,004029252.733,26

Total panas input dari cooler :PANAS INPUTQ (kkal)

Panas klinker keluar dari kiln108.900.447,40

Panas cooling air 2.733,26

Total108.903.180,66

2) Total Panas Output dari CoolerPANAS OUTPUTm (kg) Cp dT (kkal/kg)T (C)Tref (C)Q (kkal)

Panas klinker keluar cooler336.66023,8300 120258.021.261,16

Panas udara sekunder141.740 1,1235105025 159.249,44

Panas udara tersier157.490 0,9500 90025 149.093,21

Panas udara buang382.80042,0000 20025 16.077.600,00

Panas debu ke EP 17.72051,4500 20025 911.694,00

Panas yang hilang83.584.282,85

Total Output108.903.180,66

Q5

Q4

Q6

Q3W

Q14

Q1

Q15

Q2

Q13

Q12

Q11

Q9

Q8

Q7

Q10

Q5

Q4

Q6

Q3W

Q1

Q7

Q8

Q2

RAHAYU WULANDARI / 110405052BUNGA INDAH SARI / 110405082

_1486667062.unknown

_1486813201.unknown

_1486813283.unknown

_1486813292.unknown

_1486813344.unknown

_1486813217.unknown

_1486744725.unknown

_1486792432.unknown

_1486792571.unknown

_1486794793.unknown

_1486787352.unknown

_1486667582.unknown

_1486666943.unknown

_1486666966.unknown

Documents

Perhitungan Neraca Panas Kiln