163

3. Perhitungan Neraca Massa di Suspension PreheaterM2M12

M11

M6 M10

M9

M7M8Keterangan :Massa yang masuk :

M6= Umpan masuk SP

M8= Gas Buang dari KilnM9= Bahan bakar Coal

M10= Udara Pendorong Coal

M11= Udara Tersier

Massa yang keluar :

M2= dust Return

M7= Umpan masuk Kiln M12= Gas Buang dari SP

Basis : 1 jam operasi

Umpan masuk SP (Suspension Preheater) = 314.000 Kg (Data : CCP PT ITP Tbk, plant 7, 15 Maret 2015)1. INPUT (M6) Umpan Masuk SP Umpan masuk SP = 314.000 Kg

Tabel 50. Berat umpan masuk SP

KomponenBerat (kg)

SiO240.694,4

Al2O311.209,8

Fe2O36.185,8

CaCO2235.500

MgCO217.584

Impuritas282,6

H2O2.543,4

TOTAL314.000,

(M9) Bahan Bakar Coal

Massa Batu Bara = 12.500 Kg

Tabel 51. Batu bara dalam % berat

Komponen% beratBerat (kg)

C40,795.098,75

H10,291.286,25

O228,723.590

N21,56195

S1,41176,25

H2O9,271.158,75

Ash7,96995

TOTAL100,0012.500

Tabel 52. Komposisi Ash Batu Bara

KomponenBerat (kg)

SiO2304,57

Al2O3141,29

Fe2O3185,86

CaO134,03

MgO66,77

SO386,56

LOI75,92

TOTAL995

(M10) Udara Pendorong Batu Bara di SP Kapasitas blower : 1.848 m3/jam(Data : CCP PT ITP, Tbk, plant 7, 12 Februari 2014)Densitas udara : 1,1611 Kg/m3Kelembaban absolut : 0,03

Kelembaban jenuh

: 1,03(RH Perry, 3 30)Berat udara = udara masuk x densitas udara

= 1.848. m3/jam 1,1611 Kg/m3

= 2.145,71 Kg

Berat H2O=

= Kg

= 62,50 Kg

Berat udara kering = Berat udara Berat H2O dalam udara

= 2.145,71 Kg 62,50 Kg

= 2.083,22 Kg

BM udara

= 2.083,22 Kg

32 Kg/Kg Mol

= 65,10 Kg Mol

Asumsi : Udara kering terdiri dari 79% N2 dan 21% O2. Berat N2 =

= 0,79 65,10 Kg Mol

= 51,43 Kg mol

= 51,43 Kg Mol x BM N2

= 51,43 Kg Mol x 28 Kg/Kg Mol

= 1.645,74 KgBerat O2

=

= 0,21 65,10 Kg Mol

= 13,67 Kg Mol x BM O2

= 13,67 Kg Mol x 32 Kg/KMol

= 437,48 Kg (M11) Udara Tersier

Asumsi : Reaksi pembakaran batu bara berlangsung sempurna, dimana derajat kesempurnaan reaksi adalah 100%. Komponen yang bereaksi adalah C, S dan H2O.

1) Carbon

Reaksi : C + O2 ( CO2Berat C = 4.873,44 Kg

BM CO2= 44 Kg/Kg mol

BM C= 12 Kg/Kg mol

BM O2= 32 Kg/Kg mol

CO2 yang terbentuk =

=

= 17.869,28 kg

O2 yang bereaksi =

=

= 12.995,84 Kg2) Hidrogen

Reaksi : H2 + O2 ( H2O

Berat H2= 318,56 Kg

BM H2 O= 18 Kg/Kg mol

BM H2= 2 Kg/Kg mol

H2 O yang terbentuk =

=

= 2.867,04 Kg O2 yang bereaksi=

=

= 2.548,48 Kg3) Sulfur

Reaksi : S + O2 ( SO2Berat S= 8,8 KgBM SO2 = 64 Kg/Kg mol

BM S= 32 Kg/Kg mol

BM O2= 32 Kg/Kg mol

SO2 yang terbentuk =

=

= 17,60 KgO2 yang bereaksi =

=

= 8,80 Kg Jumlah total O2 untuk pembakaran

= berat O2 yang bereaksi pada C + berat O2 yang bereaksi pada H2 + berat O2 yang bereaksi pada S

= 12.995,84 Kg + 2.548,48 Kg + 8,80 Kg = 15.553,12 KgBerat O2 dalam batubara = 1.255,76 KgBerat O2 teoritis = total O2 pembakaran berat O2 dalam batu bara

= 15.553,12 Kg 1.255,76 Kg= 14.297,36 Kg 32 Kg/Kg Mol

= 446,79 Kg Mol

O2 excess = 2 %

O2 sesungguhnya = O2 teoritis x 102 %= 446,79 Kg Mol x 1,02

= 455,73 Kg MolKebutuhan udara sesungguhnya =

=

= 2.170,14 Kg Mol X BM udara= 2.170,14 Kg Mol X 28,84 Kg/KgMol= 69.444,32 KgN2 terbawa udara=

=

= 1.714,41 Kg Mol x BM N2= 1.714,41 Kg Mol x 28 Kg/Kg Mol= 54.861,01 KgUdara Tersier = Kebutuhan udara sesungguhnya

= 69.444,32 Kg

(M8) Gas Buang dari Kiln (Hasil Perhitungan dari Neraca Massa di Kiln)Tabel 53. Gas Buang dari Kiln

KomponenBerat (Kg)

CO255.254,32

H2O13.004,85

SO2149,48

O21.388,72

N2105.824,87

TOTAL175.622,24

OUTPUT

(M2) Dust Return Terjadi Peristiwa Penguapan AirReaksi : H2O(cair) ( H2O(uap)Air yang yang menguap = 2.533,80 Kg

Umpan masuk SP setelah penguapan (umpan kering)

= Jumlah umpan masuk SP Air yang menguap

= 306.000 kg 2.533,80 Kg

= 303.466,2 KgDebu yang keluar SP setelah penguapan sebanyak 8%

Dust Return = 0,08 303.466,2 Kg

= 24.277,29 Kg (M7) Umpan masuk Kiln

Jumlah umpan sebelum kalsinasi dalam SP :

= Umpan masuk SP (Air yang menguap+Debu yang keluar SP)

= 306.000 Kg ( 2.533,80 Kg + 24.277,29 Kg) = 332.811,1 KgPerhitungan massa komponen dalam umpan sebelum kalsinasi :

SiO2=

=

= 42.246,16 KgAl2O3=

= = 13.020,01 KgFe2O3=

=

= 8.146,28 kgCaCO3=

=

= 207.464,31 KgMgCO3=

=

= 20.501,25 kg

Impuritas =

=

= 6.338,70 kgUmpan masuk kalsiner sehingga terkalsinasi 85%

1) Reaksi : CaCO3 (600-800)C CaO + CO2CaCO3 yang bereaksi =

=

= 1.763,44 Kg MolCaO yang terbentuk= Kg mol CaO BM CaO

= 1.763,44 Kg Mol 56 Kg/kgmol

= 98.752,64 KgCO2 yang terbentuk= Kgmol CO2 BM CO2

= 1.763,44 Kg Mol 44 Kg /kgmol

= 77.591,36 KgCaCO3 sisa

= (100%-85%) massa CaCO3

= 15% 207.464,31 Kg

= 31.119,64 Kg2) Reaksi : MgCO3 (600-800)C MgO + CO2 MgCO3 yang bereaksi=

=

= 207,45 Kg MolMgO yang terbentuk= Kg Mol MgO BM MgO

= 207,45 Kg Mol 40 Kg/Kg Mol

= 8.298 KgCO2 yang terbentuk= Kg Mol CO2 BM CO2

= 207,45 Kg Mol 44 Kg/Kg Mol

= 9.127,8 Kg MolMgCO3 sisa

= (100%-85%) Massa MgCO3

= 15% 20.501,25 Kg

= 3.075,78 KgCO2 hasil kalsinasi :

= CO2 hasil kalsinasi CaCO3 + CO2 hasil kalsinasi MgCO3= 77.591,36 Kg + 9.127,8Kg

= 86.719,16 Kg

Perhitungan berat total tiap komponen :

Jumlah SiO2= SiO2 sebelum kalsinasi + SiO2 dalam abu batu bara

= 42.246,16 Kg + 112,81 Kg

= 42.358,97 Kg

Jumlah Al2O3= Al2O3 sebelum kalsinasi + Al2O3 dalam abu batu bara= 13.020,01 Kg + 50,86 Kg

= 13.070,87 KgJumlah Fe2O3= Fe2O3 sebelum kalsinasi + Fe2O3 dalam abu batu bara

= 8.146,28 Kg + 27,66 Kg= 8.173,94 KgJumah CaCO3 sisa= 31.119,64 Kg

Jumlah MgCO3 sisa= 3.075,18 Kg

Jumlah CaO= CaO hasil kalsinasi + CaO dalam batu bara

= 98.752,64 Kg + 190,34 Kg

= 98.942,98 KgJumlah MgO= MgO hasil kalsinasi + MgO dalam batu bara

= 8298 Kg + 30,88 Kg

= 8.328,88 KgJumlah impuritas= impuritas sebelum kalsinasi + impuritas dalam

Batu bara

= 6.338,7 Kg + 40,21 Kg = 6.378,91 KgTabel 54. Komposisi Umpan Masuk Kiln

KomponenBerat (Kg)

SiO242.358,97

Al2O313.070,87

Fe2O38.173,94

CaCO3 sisa6.378,91

MgCO3 sisa98.942,98

CaO8.328,88

MgO3.075,18

Impuritas31.119,64

TOTAL211.449,37

(M12) Gas Buang dari SP 1) CO2 CO2 dari CaCO3

= 77.591,36 KgCO2 dari MgCO3

= 9.127,8 KgCO2 dari pembakaran C= 17.869,28 KgCO2 dari gas buang kiln= 37.625,31 Kg

TOTAL CO2= 142.213,75 Kg2) H2O

H2O dari umpan SP

= 4.553,80 KgH2O dari batu bara

= 2.208,80 KgH2O dari udara pendorong coal= 62,50 KgH2O dari hasil pembakaran H2= 2.867,04 KgH2O dari gas buang kiln

= 13.004,85 Kg

TOTAL H2O

= 22.676,99 Kg3) SO2SO2 hasil pembakaran S= 17,60 KgSO2 dari gas buang kiln= 149,48 Kg

TOTAL SO2= 167,08 Kg4) O2O2 masuk

O2 dari udara pendorong coal = 437,48 KgO2 dari udara tersier

= 14.583,31 Kg O2 dari batu bara

= 1.255,76 KgO2 dari gas buang kiln

= 1.388,72 Kg

TOTAL O2 masuk= 17.665,27 KgO2 untuk reaksi

O2 untuk pembakaran C= 12.995,84 KgO2 untuk pembakaran H2= 2.548,48 KgO2 untuk pembakaran S= 8,80 Kg

TOTAL O2 untuk reaksi= 15.553,12 Kg

TOTAL O2= (O2 masuk O2 untuk reaksi)

= 17.665,27 Kg - 15.553,12 Kg

= 2.112,15 Kg5) N2N2 dari udara pendorong coal= 1.645,74 KgN2 dari batu bara

= 46,64 kg

N2 dari udara tersier

= 54.861,01 kgN2 dari gas buang kiln

= 105.824,87 kg

TOTAL N2= 162.378,26 KgTabel 55. Gas Hasil Pembakaran pada SPKomponenBerat (kg)

CO2142.213,75

H2O22.676,99

SO2167,08

O22.112,15

N2162.378,26

Total329.548,23

Tabel 56. Neraca masa pada suspension preheater

KeteranganInput (kg)Output (kg)

Umpan SP306.000211.449,37

Bahan bakar coal8.800-

Udara pendorong coal2.145,71-

Udara tersier69.444,32-

GHP kiln menuju SP175.622,24-

Material kembali ke raw mill-19.477,30

GHP SP menuju raw mill-329.548,23

Massa hilang -1.537,37

Total562.012,27562.012,27

kehilangan bahan pada SP = 0,27%

(Data : CCP PT ITP, Tbk, plant 7, 12 Februari 2014)% kehilangan bahan x total input massa = 0,27% x 562.012,27Kg=1.537,37 Kg % mass loss = QUOTE

QUOTE

SP

195

_1467088118.unknown

_1467088129.unknown

_1469188661.unknown

_1469188830.unknown

_1469188926.unknown

_1469189074.unknown

_1469190208.unknown

_1469188869.unknown

_1469188740.unknown

_1469188783.unknown

_1469188688.unknown

_1467088133.unknown

_1467088137.unknown

_1467088139.unknown

_1467088135.unknown

_1467088131.unknown

_1467088122.unknown

_1467088125.unknown

_1467088127.unknown

_1467088123.unknown

_1467088120.unknown

_1467088121.unknown

_1467088119.unknown

_1467088110.unknown

_1467088114.unknown

_1467088116.unknown

_1467088117.unknown

_1467088115.unknown

_1467088112.unknown

_1467088113.unknown

_1467088111.unknown

_1467088106.unknown

_1467088108.unknown

_1467088109.unknown

_1467088107.unknown

_1467088104.unknown

_1467088105.unknown

_1467088103.unknown