gohi4
Post on 12-Sep-2015
218 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
1
I.ATUJUAN
Untuk menentukan nilai kalor dari batubara.
II. TINJAUAN TEORI
Batubara adalah suatu batuan sedimen
tersusun atas unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen,
dan sulfur. Dalam proses pembentukannya, batubara
diselipi batuan yang mengandung mineral. Bersama
dengan moisture, mineral ini merupakan pengotor
batubara sehingga dalam pemanfaatannya, kandungan
kedua materi ini sangat berpengaruh. Dari ketiga jenis
pemanfaatan batubara yaitu sebagai pembuat kokas,
bahan bakar, dan batubara konversi, pengotor ini harus
diperhitungkan karena semakin tinggi kandungan
pengotor, maka semakin rendah kandungan karbon,
sehingga semakin rendah pula nilai panas batubara
tersebut.
Kemajuan pesat teknologi industri
khususnya sejak akhir tahun 1950-an membuat
konsumsi energi meningkat sangat pesat. Hal ini
membuat pemakaian bahan bakar fosil (minyak bumi,
gas alam dan batubara) secara besar-besaran tidak
terhindarkan. Bahan bakar fosil yang mudah di
eksplorasi dan dapat diperoleh dalam jumlah besar
adalah batubara dengan biaya yang tidak terlalu tinggi
menjadi sumber energi utama dunia selama berpuluh-
puluh tahun. Tetapi pemakaian bahan bakar batubara
secara besar-besaran juga membawa dampak yang
sangat serius terhadap lingkungan terutama isu global
warming dan hujan asam.
Batubara memiliki keunggulan dibandingkan
bahan bakar fosil lainnya, yaitu:
1. Jumlah batubara yang economically
exploitable lebih banyak.
2. Distribusi batubara di seluruh dunia lebih
merata.
Batubara juga memiliki kelemahan, antara lain:
1. Karena komposisi coal adalah CHONS +
Ash, coal identik dengan bahan bakar yang
kotor dan tidak ramah lingkungan.
2. Dibanding bahan bakar fosil lainnya, jumlah
kandugan C per mol dari batubara jauh lebih
besar.
Jenis-jenis Batubara
Batubara dengan mutu yang rendah, seperti
batu bara muda dan sub-bitumen biasanya lebih lembut
dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti
tanah.
Batubara muda memilih tingkat kelembaban
yang tinggi dan kandungan karbon yang rendah, dan
dengan demikian kandungan energinya rendah.
Batubara dengan mutu yang lebih tinggi
umumnya lebih keras dan kuat dan seringkali berwarna
hitam cemerlang seperti kaca.
Batubara dengan mutu yang lebih tinggi
memiliki kandungan karbon yang lebih banyak, tingkat
kelembaban yang lebih rendah dan menghasilkan energi
yang lebih banyak.
Antrasit adalah batubara dengan mutu yang
paling baik dan dengan demikian memiliki kandungan
karbon dan energi yang lebih tinggi serta tingkat
kelembaban yang lebih rendah.
Pengolahan batubara
Batubara yang langsung diambil dari bawah
tanah, disebut batubara tertambang run-of-mine (ROM),
seringkali memiliki kandungan campuran yang tidak
diinginkan seperti batu dan lumpur dan berbentuk
Kimia industri
Universitas jambi
PENENTUAN CALORIFIC VALUE BATUBARA
CARA ISOPERIBOL
Gohi Sinabariba
F0A013004
-
2
pecahan dengan berbagai ukuran. Namun demikian
pengguna batubara membutuhkan batubara dengan
mutu yang konsisten. Pengolahan batubara juga disebut
pencucian batubara (coal benification atau coal
washing) mengarah pada penanganan batubara
tertambang (ROM Coal) untuk menjamin mutu yang
konsisten dan kesesuaian dengan kebutuhan pengguna
akhir tertentu.
Pengolahan tersebut tergantung pada
kandungan batubara dan tujuan penggunaannya.
Batubara tersebut mungkin hanya memerlukan
pemecahan sederhana atau mungkin memerlukan proses
pengolahan yang kompleks untuk mengurangi
kandungan campuran.
Untuk menghilangkan kandungan campuran,
batubara terambang mentah dipecahkan dan kemudian
dipisahkan ke dalam pecahan dalam berbagai ukuran.
Pecahan-pecahan yang lebih besar biasanya diolah
dengan menggunakan metode pemisahan media
padatan. Dalam proses demikian, batubara dipisahkan
dari kandungan campuran lainnya dengan diapungkan
dalam suatu tangki berisi cairan dengan gravitasi
tertentu, biasanya suatu bahan berbentuk mangnetit
tanah halus. Setelah batubara menjadi ringan, batubara
tersebut akan mengapung dan dapat dipisahkan,
sementara batuan dan kandungan campuran lainnya
yang lebih berat akan tenggelam dan dibuang sebagai
limbah.
Pecahan yang lebih kecil diolah dengan
melakukan sejumlah cara, biasanya berdasarkan
perbedaan kepadatannya seperti dalam mesin
sentrifugal. Mesin sentrifugal adalah mesin yang
memutar suatu wadah dengan sangat cepat, sehingga
memisahkan benda padat dan benda cair yang berada di
dalam wadah tersebut.
Metode alternatif menggunakan kandungan
permukaan yang berbeda dari batubara dan limbah.
Dalam pengapungan berbuih, partikel-partikel
batubara dipisahkan dalam buih yang dihasilkan oleh
udara yang ditiupkan ke dalam rendaman air yang
mengandung reagen kimia. Buih-buih tersebut akan
menarik batubara tetapi tidak menarik limbah dan
kemudian buih-buih tersebut dibuang untuk
mendapatkan batubara halus. Perkembangan teknologi
belakangan ini telah membantu meningkatkan
perolehan materi batubara yang sangat baik.
Kondisi pada saat sampling
Calorific value dapat dipengaruhi oleh
kondisi pada saat batubara tersebut di Sampling. Yang
termasuk dalam kondisi sampling
adalah :
Kondisi batubara pada saat disampling
Size distribusi sample batubara yang diambil
terlalu besar atau terlalu kecil.
Cuaca pada saat pengambilan sample.
Calorivic value adalah nilai kalori yang
dihasilkan dalam pembakaran batubara. Dan ini adalah
hal yang paling penting dalam suatu bahan bakar
termasuk batubara. Satuannya biasa di tulis dalam
Kkal/Kg, Cal/gram, MJ/kg, Btu/lb.
Sifat kalori tergantung pada peringkat
batubara, semakin tingi peringkat batubara semakin
tinggi nilai kalorinya. Nilai kalori sangat dipengaruhi
oleh kadar abu dan kadar air suatu batubara, dalam
batubara yang sama semakin besar kadar air dan atau
abu maka nilai kalori akan semakin kecil.
III. PROSEDUR KERJA
3.1 Alat Dan Bahan
3.1.1 Alat
Calorimeter Bomb dilengkapi dengan water
handling system, water cooler, printer, dsb.
Kawat nichrome.
Tabung gas oksigen berisi gas oksigen.
3.1.2 Bahan
Batubara
-
3
3.2 Skema Kerja
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Hal yang dicari Nilai
Cawan nikel kosong 8,8862 gram
Nilai panas 22.890 mj/ks atau
5474,1 cal/g
Sampel sisa + cawan
setelah dipanaskan
9,131 gram
4.2 Pembahasan
Cara kerja kalorimeter bom ( 5E-C5500 )
Sejumlah tertentu zat yang akan diuji ditempatkan
dalam cawan platina dan sebuah "kumparan besi
yang diketahui beratnya (yang juga akan dibakar)
ditempatkan pula pada cawan platina sedemikian
sehingga menempel pada zat yang akan diuji.
Kalorimeter bom kemudian ditutup dan tutupnya
lalu dikencangkan.
Setelah itu "bom" diisi dengan O2 hingga
tekanannya mencapai 25 atm.
Kemudian "bom" dimasukkan ke dalam
kalorimeter yang diisi air.
Setelah semuanya tersusun, sejumlah tertentu
aliran listrik dialirkan ke kawat besi dan setelah
terjadi pambakaran, kenaikan suhu diukur.
Kapasitas panas (atau harga air) bom, kalorim-
eter, pengaduk, dan termometer ditentukan.
Prinsip kerja kalorimeter bomb ( 5E-C5500 )
Kalorimeter bomb merupakan suatu
piranti lain yang banyak digunakan untuk
penentuan nilai kalor bahan padat dan cair.
Pengukuran kalorimeter bomb dilakukan pada
kondisi volume konstan tanpa aliran atau dengan
kata lain reaksi pembakaran dilakukan tanpa
menggunakan nyala api melainkan menggunakan
gas oksigen sebagai pembakar dengan volume
konstan atau tegangan tinggi. Prinsip kerjanya
ialah contoh bahan bakar yang akan diukur
dimasukan ke dalam benjana logam yang
kemudian diisi oksigen pada tekanan tinggi. Bom
itu ditempatkan di dalam bejana berisi air dan
bahan bakar itu di nyalakan dengan sambungan
listrik dari luar. Suhu diukur sebagai fungsi waktu
setelah penyalaan. Pada saat pembakaran suhu
bom tinggi oleh karena itu keseragaman suhu air
di sekeliling bom harus dijaga dengan suatu
pengaduk . Selain itu dalam beberapa hal tertentu
diberikan pemanasan dari luar melalui selubung
air untuk menjaga supaya suhu seragam agar
kondisi bejana air adiabatic.
Calorific Value atau disebut juga
Specific Energy, higher heating value merupakan
parameter yang sangat penting, karena pada
dasarnya yang dibeli dari batubara adalah energi.
Nilai CV yang dibutuhkan oleh pengguna
batubara bervariasi tergantung dari design
peralatan yang dibuat. Ada yang memerlukan
Calorific value tinggi, ada yang menengah,
bahkan ada pula yang kalori rendah. Pada
prinsipnya batubara yang dibakar pada suatu
industri atau boiler harus memiliki nilai kalori
yang sesuai dengan kapasitas energi yang
ditargetkan dapat tersupply yang telah disesuaikan
dengan design boiler tersebut. Untuk mencapai hal
tersebut pengguna batubara biasanya membeli
batubara dari shipper tertentu yang memiliki nilai
kalori sesuai dengan yang dibutuhkan dan
konsisten. Dalam hal ini pengguna batubara
tersebut menggunakan single type coal. Akan
tetapi ada pula pengguna batubara yang membeli
batubara dengan nilai kalori yang bervariasi dari
yang rendah, sedang ,sampai tinggi. Namun coal
feed yang dimasukan kedalam boiler nilai
kalorinya harus tetap sesuai dengan design boiler
tersebut. Dalam hal ini batubara yang bervariasi
tersebut diblending. Yang kedua ini biasanya
disebabkan oleh alasan ekonomi dan di mana
dengan cara ini harga batubara dapat diatur. Dan
1 gram batubara
Dimasukkan pada cawan nikel yang
sudah ditimbang
Diikatkan kawat nikrom pada
electroda bom ( harus bersentuhan
dengan permukaan sampe l )
Dimasukkan kedalam kalorimeter
bom dan di tutup
Diisi dengan oksigen dengan cara
parr bomb disambungkan dengan
oksigen
Tekan tombol start pada kalorimeter bomb
Dianalisis data di software
Nilai panas
-
4
juga supaya terjamin bahwa supply batubara yang
diperlukan dapat terus secara konsisten sehingga
tidak terjadi kekurangan bahan bakar.
Menggunakan single supplier biasanya riskan
konsistensinya karena apabila perusahaan tersebut
mengalami masalah dan stop produksinya maka
akan berdampak sangat besar terhadap
kelangsungan industri tersebut terutama dalam
supply energi.
Percobaan ini bertujuan untuk
menentukan panas pembakaran dengan
menggunakan bom kalorimeter, dimana prinsip
dari pada bom kalorimeter adalah bekerja pada
sistem terisolasi yang tidak ada perpindahan, baik
energi maupun massa. Hal yang pertama
dilakukan pada percobaan ini adalah mengisi
tabung bom kalorimeter dengan sampel batu bara
sebanyak 1 gram dan kawat sepanjang 10 kal/cm.
dimana kawat ini membentuk huruf V dan hanya
menyentuh sampel batu bara tanpa menyentuh
wadah dari sampel maupun dari dinding tabung
bom kalorimeter.
Kemudian mengisi jaket bom
kalorimeter dengan 2 liter aquadest, tujuan
penggunaan aquadest yang diletakkan di dalam
jaket bom kalorimeter adalah untuk menstabilkan
suhu dalam sistem sehingga panas dalam sistem
tertutup ini merata pada semua sisi dari bom
kalorimeter, disamping itu pula aqudest
merupakan cairan penghantar listrik yang baik.
Setelah itu tabung bom kalorimeter yang berisi
sampel tersebut ditutup rapat lalu diberi gas
oksigen pada tekanan 26-30 atm. Setelah itu
dimasukkan ke dalam jaket bom kalorimeter
dengan posisi yang sesuai lalu menyalakan bom
kalorimeter tersebut.
Dari analisa data maka
didapatkan energi panas pembakaran dari sampel
batubara sebesar 5474,1 kalori/gram. Hal ini
berarti dalam 1 gram sampel batubara terdapat
5474,1 kalori setiap gramnya yang ada dalam
sampel tersebut sedangkan menurut teori batas
antara batubara muda dan batubara tua terletak
pada nilai kalori sebesar 5700 Kcal/Kg, hal ini
berarti nilai kalori yang didapatkan pada
percobaan sedikit berbeda dengan nilai kalori
secara teori. Hal ini dapat disebabkan batubara
yang digunakan pada percobaan sudah tersimpan
sedikit lama sehingga mengakibatkan sedikit
perbedaan nilai kalori.
V. KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari percobaan ini
adalah panas pembakaran dari sampel batu
bara sebesar 5474,1 kalori/gram.
DAFTAR PUSTAKA
Tim pengampuh praktikum teknik
pembakaran. 2015. Modul praktikum Teknik
Pembakaran. UNJA ; Jambi
top related