bab 1. bahan bakar, proses pembakaran, flame

8/17/2019 Bab 1. Bahan Bakar, Proses Pembakaran, Flame

1/39

Institut Semen dan Beton Indonesia 2007

Kiln dan Coal Mill Operation

Bab 1. Bahan Bakar dan ProsesPembakaran

Blending Silo


2/39

Institut Semen dan Beton Indonesia Kiln and Coal Mill Operation

Tujuan Pembakaran di dalam Kiln

1. Menuba! panas latent "an dimiliki ba!an

bakar menjadi panas !asil pembakaran"an lansun dapat diunakan untuk

menuba! atau mereaksikan material baku

menjadi klinker.

2. Men!asilkan sejumla! eneri atau kalor

"an dapat seera diman#aatkan ole!ba!an baku

$. Men!asilkan temperatur as !asil

pembakaran "an tini aar proses

peruba!an dari material baku menjadi

klinker dapat berjalan denan baik

%. Men!asilkan klinker denan kualitas baik


3/39


&enis'jenis Ba!an Bakar

1. Ba!an bakar padat ( batu bara) aran) ka"u) petcoke) dan lain'lain.

2. Ba!an bakar *air ( I+O) min"ak solar) bensin)

min"ak tana!) ba!an bakar sintetik) dan lain'

lainn"a

$. Ba!an bakar as ( ,P-) ,-/as alam


4/39


Parameter Satuan Jenis batubara

Lignite Bituminous AnthraciteTotal moisture %0 '0 ' 10 0 '$

Volatile matter %0 ' 0 10 ' %0

3ir terikat 10 ' 2 1 ' $ 1

Ash /debu ' 2 10 ' 20 ' 10

Komposisi Kimia( C 4 S 5O

6%11

70$

1$

78212

ilai Kalor( -ross et

Kkal9k 120%820

6626$10

7100600

:dara untuk pembakaran

/Combustion Air

K9k

m$9k

7)1

)

)2

7)1

)

7)8

Combustion -as /0 Oks m$9k 6 7)% 7)8

1.BB padat ;Si#at Beberapa &enis Batubara


5/39Institut Semen dan Beton Indonesia Kiln and Coal Mill Operation

Parameter Satuan Jenis minyak

Gas oil LFO FO

Komposisi Kimia( C 4 S

86)$12)80)

86)212)%

1)%

86)111)82)1

Speci!ic Gra"ity ( 0oC 1oC

K9liter 0)880)87

0)00)8

0)60)

Panas Spesi#ik Kkal9k9K 0)%8 0)%8 0)%6

Temp. 3pi teoritis oC 2160 2120 2120

#e$ Point oC 0 0 %

ilai Kalor( -ross et

Kkal9k 108710200

10000

10$770

Combustion Air K9km$9k

1%)%11)1

1%)211)0

1%)010)8

2.BB *air;Si#at Beberapa &enis Ba!an Bakar Min"ak


6/39Institut Semen dan Beton Indonesia Kiln and Coal Mill Operation

3dala! ba!an bakar "an dapat diunakan sebaai

ba!an bakar alternati# di pabrik semen untuk

menurani konsumsi ba!an bakar utama dalam

ranka proram pen!ematan eneri.

Beberapa *onto! ba!an bakar alternati# ini antara

lain pet *oke) karet) ka"u) sekam padi )dan kertas

Ba!an Bakar 3lternati#


7/39


8/39


&enis Batubara Menurut :rutan Terbentukn"a

Peat Brown CoalSub-

bituminous

coal

Bituminous coal

Anthracite

42O 7 ' 80 0 ' 70 2 ' $0 ' 10 2 '

C 0 ' 60 60 ' 7 7 ' 80 80 ' 0 0 '

4 ' 6 ' 6 ' 6 % ' 2 ' $

O $ ' %0 20 ' $0 1 ' 20 10 ' 1 2 ' $


9/39


Substansi batubara

Moisture

3ir dried moisture Total moisture dll

Orani* matter >i?ed *arbon


10/39


3nalisa batubara

Calori#i* @alue

Pro?imate anal"sis( penentuan kadar utama *oal(

Moisture 3s! *ontent i?ed *arbon

:ltimate anal"sis( penentuan C dan 4 saat pembakaran

sempurna) penentuan S) ) dan abu dalam total

material) dan per!itunan O sb selisi!.

C) 4) O) ) S) P) Cl

4-I


11/39


3spek kualitas batubara "an pentin dalam pabrik semen

Calori#i* @alue Moisture

3s! *ontent


12/39


Calori#i* @alue

3dala! nilai eneri "an dapat di!asilkan dari

pembakaran batubara. Merupakan #aktor "an palin pentin dalam penentuan

kualitas9!ara batubara

Calori#i* @alue(

-ross *alori#i* @alue /-C


13/39


-ross *alori#i* @alue /-C


14/39


et *alori#i* @alue /C


15/39


Kon@ersi -C< C<

International Standard ( /M&9k

et C< -ross C< 0.212/4 ' 0.008/O ' 0.02%/M Britis! Standard ( /M&9k

et C< -ross C< 0.212/4 ' 0.007/O ' 0.02%%/M

3STM Standard ( /&9

et C< -ross C< 21.&9 D /4 3STM Standard ( /Btu9lb

et C< -ross C< 2.67Btu9lb D /4

Semua Nilai dinyatakan dalam basis yang sama


16/39


Penaru! C< *oal dalam kiln

C< *oal menentukan

+esain burner) kapasitas *oal mill dan Kapasitas *oal dosin.

Pemakaian *oal C< " lebi! renda! d9p desain akan

berpenaru! ter!adap kapasitas kiln.


17/39


Moisture

In!erent moisture( moisture " ada sb baian tak

terpisa!kan dr *oal dan ada dlm keadaan alami /air dlmpori'pori.

>ree9 sur#a*e moisture( moisture selain in!erent) bisa

dari air tana!) air dari spra") drillin #luids) dll.


18/39


Tini renda!n"a moisture batubara terantun

Perinkat batubara

Semakin tini perinkat batubara semakin ke*ilporositasn"a semakin ke*il kadar moisture) terutama

in!erent moisturen"a

:kuran partikel

Semakin ke*il ukuran batubara maka akan semakin besar

permukaann"a sur#a*e moisture lebi! besar pada

in!erent moisture tetap) total moisture bertamba!

Kondisi samplin

Cua*a

:kuran "an diambil sampeln"a


19/39


Penaru! moisture batubara

+ipakai sb penentuan as re*ei@ed basis) baik untuk

kalori maupun parameter lainn"a. 4arus dikerinkan sampai dekat ke in!erent moisture

Menentukan tinkat penerinan pada kapasitas

penerinan tertentu pada *oal mill


20/39


3s! *ontent

Materi inoranik " tersisa setela! proses pembakaran

In!erent as!( ada dalam batubara sejak pada masapembentukan batubara dan keberadaan dalam

batubara terikat se*ara kimia dalam struktur molekul

batubara.

A?traneous 3s!) berasal dari dilusi atau sumber abulainn"a "an berasal dari luar batubara.

Semakin tini kadar abu pada jenis batubara "an

sama) semakin renda! nilai kalorin"a.


21/39


Penaru! kadar as! pada operasi kiln

3s! menentukan ra= mi? desain krn as! *oal miskin

CaO Mempenaru!i reakti#itas *oal


22/39



23/39


Penaru! @olatile matter

Semakin renda! rankin) semakin tini kadar @olatile


24/39


Peran sul#ur

Kandunan sul#ur dalam batubara sanat ber@ariasi)

batubara "an sama *enderun memiliki kandunansul#ur mirip.

Sul#ur dalam *ement kiln sanat di!indari karena

membentuk *oatin dan tersirkulasi dalam s"stem

Kandunan sul#ur menjadi sala! satu #aktor pembatasaransi kualitas batubara

Con@ersion S to SO$( SO$ 2. G S


25/39


4ardro@e -rindabilit" Inde? /4-I

4-I men"atakan tinkat kemuda!an batubara untuk

diilin sampai ukuran mes! 200) semakin tini 4-Isemakin muda! diilin

4-I tidak se*ara lansun menunjukan baaimana

per#orman*e mill saat menilin batubara ban"ak

#aktor penentu mill per#orman*e.


26/39


Carbon) 4"droen) O?"en) itroen

C) 4) dan O ( unsur dasar oranik pembentuk batubara

Semakin tini rankin batubara semakin tini C)semakin renda! 4 dan O.

ber@ariasi terantun material pembentuk pembentuk

batubara.

Kebutu!an udara stoikiometris teoretis di!itun

berdasarkan kadar C) 4) O


27/39


Batubara dibandinkan denan b!n bakar lain

:ltimate anal"ses o# #uels /=ei!t ) mineral'#ree basis

T"pe o# #uelBituminous

Coal>uel Oil atural -as

C 88 0 8$ 87 7 77

4 % 11 1$ 2$ 2

O $ % 0.1 0.% Tra*es

S 1 2 1 2 Tra*es

et Calori#i*


28/39


Ke!alusan butir batubara "an direkomendasikan

K d i b ti b t b di k d ik


29/39


Kadar air butir batubara "an direkomendasikan

T i P P b k B ! B k


30/39


Teori Proses Pembakaran Ba!an Bakar

Heaksi pembakaran adala! reaksi antara ba!an bakardenan oksien

Oksien "an dibutu!kan dalam proses pembakarandiambil dari udara) baik udara primer /"an ikutbersama'sama denan menalirn"a ba!an bakar keruan bakar dan udara sekunder /diambil dari udarapendininan klinker di *ooler

:dara "an diperlukan untuk pembakaran pastimenandun udara berlebi! %&'cess Air()

&'cess air merupakan parameter "an sanat pentindalam penentuan supla" ba!an bakar dan kebutu!anudara pembakaran serta untuk per!itunan eneri as!asil pembakaran ba!an bakar baik di kiln maupun di preheater .

Proses pembakaran


31/39


Proses pembakaran

Carbon dan !idroen plus oksien terbakar men!asilkan panas.

:ntuk *arbon pada reaksi sempurna(

1kg C !."#kg O! $."#kg CO! $$.% M&

Calori#i* @alue *arbon $$. M&9k

4"droen men!asilkan air(

1kg '! (kg O! %kg '!O 11%.% M&

)uap* )net C+*

Kondensasi, % kg '!O !.$ M&

)liuid*

/ross C+ 10.! M&

Calori#i* @alue 4"droen 11. Mj9k) tapi men!asilkan air"an akan terkondensasi et *alori#i* @alue


32/39


Produk Pembakaran

C

'

O

S

Ash

'!O

C 5 O2 CO!

S 5 O2 SO!%4 5 O2 !'!O

2 !

Ash

2dara

/2) O2

Temperatur "ala dan Temperatur 3pi


33/39


Temperatur "ala dan Temperatur 3pi

ilai temperatur n"ala dari batubara berkisar

antara %0 !ina 600oC) untuk ba!an bakarmin"ak berkisar antara $00 0oC) dan untuk

ba!an bakar as sekitar 600 !ina 700oC.

Temperatur api teoritik untuk batubara sekitar

210oC) sedankan untuk ba!an bakar min"ak

dan as berkisar pada 2120oC dan 200oC.

Bentuk "ala 3pi +ipenaru!i ole!(


34/39


Bentuk "ala 3pi +ipenaru!i ole!(

Temperatur udara pembakaran

&umla! kelebi!an udara "an diperunakan

dalam proses pembakaran. &umla! udara

berlebi! "an terlalu sedikit akan

menakibatkan bentuk n"ala api panjan

,aju pen*ampuran antara ba!an bakar dan

udara pembakaran. Semakin baik proses

pen*ampuran antara ba!an bakar dan udarasemakin meninkat pula laju pembakarann"a.

Tipe burner "an diperunakan.

&enis dan kualitas ba!an bakar "an akan

dibakar.

Kontrol Pembakaran Membentuk "ala 3pi di kiln


35/39


Kontrol Pembakaran Membentuk "ala 3pi di kiln

Memili! batubara berkualitas baik misaln"a

kadar abu renda!) kadar beleran renda!)"olatile matter *ukup

Memperka"a udara primer sampai batas

tertentu

Meninkatkan pen*ampuran denan *ara

memperbaiki turbulensi aliran denanmenatur burner tip.

Menjaa perbandinan antara ba!an bakar

dan udara "an ideal denan *ara

menontrol kadar oksien di inlet kiln.

Menaikkan temperatur udara primer dansekunder.

Tolok :kur +alam Proses Pembakaran


36/39


Tolok :kur +alam Proses Pembakaran

Konsumsi panas normal +istribusi temperatur s!ell kiln "an men*erminkan

distribusi as dan material di dalamn"a dalam

kondisi optimum

>lame "an ideal


37/39


>lame "an ideal

>lame "an panas /!ot #lame

denan emissi@it" "an tini

/trans#er eneri baik

Tidak men"entu! bed material)

re#ra*tor" atau *oatin

Membakar ba!an bakar denan

e#isien

Penaru! proses t!d temperatur dan panjan #lame


38/39


Penaru! proses t!d temperatur dan panjan #lame

Temperatur dan panjan #lame terantun kepada(

&umla! udara e?*ess

Tekanan dan laju udara primer

Hasio antara udara a?ial dan radial

Posisi burner

Temperatur udara sekunder

+ust dari *ooler

Penaru! ba!an bakar t!d temperatur dan panjan #lame


39/39


:taman"a terantun pada (

Ba!an bakar padat ( @olatile) #ineness) kadar abu /as!

Ba!an bakar *air( @is*osit") tekanan atomisasi

Ba!an bakar as( kadar sen"a=a inert

3lternati@e #uel( kadar air) kadar abu) sie /ranulometr"

Penaru! ba!an bakar t!d temperatur dan panjan #lame

bab 1. bahan bakar, proses pembakaran, flame

Documents