PEMANFAATAN BATUBARAPEMANFAATAN BATUBARAKarakteristik batubara termasuk hasil analisa petrografi batubara Karakteristik batubara termasuk hasil analisa petrografi batubara akan sangat menentukan pemanfaatannya. Untuk batubara yang akan sangat menentukan pemanfaatannya. Untuk batubara yang belum memenuhi syarat kualitas pasar, apabila dapat dilakukan belum memenuhi syarat kualitas pasar, apabila dapat dilakukan preparasi atau pencucian batubara akan sangat menguntungkan preparasi atau pencucian batubara akan sangat menguntungkan bila dipandang dari segi ekonomi.bila dipandang dari segi ekonomi.

Pemanfaatan batubara dapat :Pemanfaatan batubara dapat :

-- Secara langsung : sebagai bahan bakar di PLTU, industri Secara langsung : sebagai bahan bakar di PLTU, industri

semensemen

- Tidak langsung : sebelum dimanfaatkan terlebih dahulu- Tidak langsung : sebelum dimanfaatkan terlebih dahulu

harus dilakukan suatu proses.Contoh harus dilakukan suatu proses.Contoh * batubara dilakukan gasifikasi -* batubara dilakukan gasifikasi - gas gas

* batubara dilakukan karbonisasi* batubara dilakukan karbonisasi kokas kokas

* batubara dilakukan liquifaksi : bahan bakar cair* batubara dilakukan liquifaksi : bahan bakar cair

* C W M* C W M

PEMBAKARAN BATUBARAPEMBAKARAN BATUBARAAda tiga tahap :Ada tiga tahap : DevolatilisasiDevolatilisasi Oksidasi volatile matter dalam fase uapOksidasi volatile matter dalam fase uap Pembakaran solid residu (char)Pembakaran solid residu (char)

Reaksi kimia :Reaksi kimia :a. 2 C (graphite) + Oa. 2 C (graphite) + O2 -----2 ----- 2 CO (g) + 52,8 kkal 2 CO (g) + 52,8 kkal 2 CO (g) + O2 CO (g) + O22 (g) -------> 2 CO (g) -------> 2 CO22 (g) + 135,3 kkal (g) + 135,3 kkal C (graphite) + COC (graphite) + CO22 (g) -----> 2 CO (g) – 41,2 kkal (g) -----> 2 CO (g) – 41,2 kkal C (graphite) + OC (graphite) + O22 (g) --------> CO (g) --------> CO22 + 94,1 kkal + 94,1 kkalOksidasi hidrogenOksidasi hidrogenb. 2 Hb. 2 H22 (g) + O (g) + O22 (g) -----> H (g) -----> H22O + 115,6 kkalO + 115,6 kkal C (graphite) + HC (graphite) + H22O (g) ------> CO (g) + HO (g) ------> CO (g) + H22 (g) – 31,4 kkal (g) – 31,4 kkal C (graphite) + 2 HC (graphite) + 2 H22O (g) ---> COO (g) ---> CO22 (g) + 2 H (g) + 2 H22 (g) – 21,5 kkal (g) – 21,5 kkal CO (g) + HCO (g) + H22O -------> COO -------> CO22 (g) + H (g) + H22 (g) + 9,8 kkal (g) + 9,8 kkal

Metode pembakaran batubara ada 4 :Metode pembakaran batubara ada 4 :– Fuel bed combustionFuel bed combustion– Suspention firingSuspention firing– Fluidized bed combustionFluidized bed combustion– Cyclone firingCyclone firing

a.a.Fuel bed combustion.Fuel bed combustion.– Umpan batubara kasar berukuran 6” diletakkan dalam Umpan batubara kasar berukuran 6” diletakkan dalam

grate. Contoh : alat Stocher. Temperatur ditentukan grate. Contoh : alat Stocher. Temperatur ditentukan oleh laju pembakaran bahan bakar, jenis dan ukuran oleh laju pembakaran bahan bakar, jenis dan ukuran butir batubara serta ketebalan bed. Pada umumnya butir batubara serta ketebalan bed. Pada umumnya temperatur lebih rendah karena adanya abu yang temperatur lebih rendah karena adanya abu yang memisahkan zone pembakaran, dan didinginkan oleh memisahkan zone pembakaran, dan didinginkan oleh udara yang masuk.udara yang masuk.

Zone pembakaran dalam fixed bed combustion Chain grate stocker boiler

Under feed stocker Cyclone furnace

Fluidized bed combustion

Cyclone firingCyclone firing : :– Ukuran umpan batubara : - o,25 “Ukuran umpan batubara : - o,25 “– Panas yang dihasilkan > 500.000 btu/ftPanas yang dihasilkan > 500.000 btu/ft3 3

Fluidized bed combustion:Fluidized bed combustion:– Ukuran umpab batubara – 1,5 mmUkuran umpab batubara – 1,5 mm– Batubara masuk kedalam alat pembakaran bersama-Batubara masuk kedalam alat pembakaran bersama-

sama dengan udara.sama dengan udara.– Keuntungannya penghantaran masa dan panas Keuntungannya penghantaran masa dan panas

secara effisien.secara effisien.– Cocok untuk batubara dengan kadar sulfur tinggi.Cocok untuk batubara dengan kadar sulfur tinggi.

Suspension firing :Suspension firing :– Umpan batubaraUmpan batubara berukuran – 200 mesh berukuran – 200 mesh– Batubara dimasukkan kedalam ruang pembakaran Batubara dimasukkan kedalam ruang pembakaran

dengan cara ditiupkan bersama sama aliran udara.dengan cara ditiupkan bersama sama aliran udara.– Effisiensi pembakaran paling bagus diantara metode Effisiensi pembakaran paling bagus diantara metode

yang lain.yang lain.– Cara ini digunakan di PLTUCara ini digunakan di PLTU

Karbonisasi :Karbonisasi :– Karbonisasi adalah suatu proses pemanasan terhadap batubara tanpa penambahan oksigen, sehingga Karbonisasi adalah suatu proses pemanasan terhadap batubara tanpa penambahan oksigen, sehingga

mengubah batubara tersebut menjadi residu karbon padat, berpori yang disebut char atau kokas.mengubah batubara tersebut menjadi residu karbon padat, berpori yang disebut char atau kokas.– Hasil yang bersifat volatile terdiri atas gas amonia, tar dan minyak ringan.Hasil yang bersifat volatile terdiri atas gas amonia, tar dan minyak ringan.Berdasarkan temperatur pemanasannya , karbonisasi dapat diklasifikasikan menjadi :Berdasarkan temperatur pemanasannya , karbonisasi dapat diklasifikasikan menjadi :– Temperatur rendah ( 700Temperatur rendah ( 7000 0 c) c)– Temperatur tinggi (> 900 Temperatur tinggi (> 900 0 0 c)c)

Karbonisasi temperatur rendahKarbonisasi temperatur rendah Karbonisasi temperatur tinggiKarbonisasi temperatur tinggi

-Hasil bahan bakar padat tanpa Hasil bahan bakar padat tanpa asapasap-Baik untuk rumah tangga dan Baik untuk rumah tangga dan industriindustri

-Hasil untuk kokas metalurgiHasil untuk kokas metalurgi

-Produk sampingnya gasProduk sampingnya gas

Gasifikasi :Gasifikasi : Gasifikasi adalah proses untuk mengubah batubara Gasifikasi adalah proses untuk mengubah batubara

menjadi bahan bakar gas, sebagai hasil reaksi antara menjadi bahan bakar gas, sebagai hasil reaksi antara batubara dengan media gasifikasi udara / oksigen , uap batubara dengan media gasifikasi udara / oksigen , uap air.air.

Pada dasarnya gasifikasi adalah reaksi yang tidak Pada dasarnya gasifikasi adalah reaksi yang tidak sempurna menghasilkan CO dan Hsempurna menghasilkan CO dan H22..

Gas-gas yang dihailkan adalah CO, HGas-gas yang dihailkan adalah CO, H22 , CO , CO22, methane dan , methane dan gas sulfur.gas sulfur.

Reaksi dalam gasifikasi :Reaksi dalam gasifikasi :

a.a. Reaksi oksidasi dari CReaksi oksidasi dari C

2 C + O2 C + O22 ---- ---- CO CO2 CO + O2 CO + O22 ---- ---- 2 CO 2 CO22

b.b. Oksidasi hidrogenOksidasi hidrogen

HH22 + 0,5 O + 0,5 O22 -- -- H H22 O O

C. gasifikasiC. gasifikasiC + HC + H22O ----O ---- CO + H CO + H22

C + COC + CO22 ---- ---- 2 CO 2 CO

d. reaksi perubahan air menjadi gasd. reaksi perubahan air menjadi gasCO + HCO + H22O ---O --- CO CO22 + H + H22

e. Proses dekomposisi dari volatile matter dalam batubarae. Proses dekomposisi dari volatile matter dalam batubara

CCnnHHmm -- -- m 4 CH m 4 CH44 + (4 n + m) 4 C + (4 n + m) 4 C

f. Proses hydrogenasi dari volatile matter dan karbon aktif f. Proses hydrogenasi dari volatile matter dan karbon aktif menjadi methane dan hidrokarbon tinggimenjadi methane dan hidrokarbon tinggi CCnnHHmm + ( 2 n + m) 2 H + ( 2 n + m) 2 H22 -- -- n CH n CH44

C + 2 HC + 2 H22 -- -- CH CH44

Berdasarkan metode kontak reaktan dan kondisi pemindahan Berdasarkan metode kontak reaktan dan kondisi pemindahan residu, maka gasifikasi diklasifikasikan :residu, maka gasifikasi diklasifikasikan :

A. Metode kontak reaktan :A. Metode kontak reaktan : Gasifikasi fixed bedGasifikasi fixed bed Gasifikasi fluid bedGasifikasi fluid bed Gasifikasi entrained bedGasifikasi entrained bed

B.Metode pemindahan residu :B.Metode pemindahan residu : Operasi slaggingOperasi slagging Operasi non slaggingOperasi non slagging

Fixed bed gasifikasi :Fixed bed gasifikasi : Ukuran umpan – 2 + 0,5 “Ukuran umpan – 2 + 0,5 “ Distribusi ukuran partikel relatif bervariasiDistribusi ukuran partikel relatif bervariasi Kecenderungan agglomerasiKecenderungan agglomerasi

Titik leleh abu akan menjadi penentu apakah operasinya Titik leleh abu akan menjadi penentu apakah operasinya slagging atau non slaggingslagging atau non slagging

Fluid bed :Fluid bed :

Ukuran umpan – 5 mmUkuran umpan – 5 mm

Dimasukkan bersama-sama dengan udara dalam suatu Dimasukkan bersama-sama dengan udara dalam suatu aliran fluidaaliran fluida..

Distribusi umpan seragam.Distribusi umpan seragam.

Temperatur lebih baik.Temperatur lebih baik.Keuntungan fluid bed Keuntungan fluid bed dibanding fixed bed : fixed bed :

Pemindahan aliran panas yang cepat dan keseragaman Pemindahan aliran panas yang cepat dan keseragaman distribusi umpan menghasilkan temperatur lebih baik.distribusi umpan menghasilkan temperatur lebih baik.

Kemampuan kerja dengan out put bervariasi.Kemampuan kerja dengan out put bervariasi.

Laju gasifikasi lebih tinggiLaju gasifikasi lebih tinggi

Cocok dalam penanganan material halus.Cocok dalam penanganan material halus.

LIQUIFAKSI :LIQUIFAKSI : Untuk mengubah batubara menjadi bahan bakar cair Untuk mengubah batubara menjadi bahan bakar cair

(hidrokarbon) dengan menambah hidrogen, karena (hidrokarbon) dengan menambah hidrogen, karena perbandingan hidrogen dengan karbon = 0,7, lebih kecil dari perbandingan hidrogen dengan karbon = 0,7, lebih kecil dari petroluem.petroluem.

Proses hidrogenasi batubara dimaksudkan untuk Proses hidrogenasi batubara dimaksudkan untuk menghasilkan bahan bakar cair secara langsung maupun menghasilkan bahan bakar cair secara langsung maupun tidak langsung.tidak langsung.