BAB I

A. PENDAHULUAN

1. Latar belakang

Dalam pembakaran bahan bakar prinsipnya terjadi ketika karbon dan

hidrogen molekul dalam bahan bakar bereaksi dengan molekul oksigen di

udara untuk membentuk karbon dioksida ( CO2 ) dan air ( H2O ) . Energi

dilepaskan selama reaksi.

Volume yang tepat dari udara yang dibutuhkan per unit bahan bakar dapat

dihitung jika karbon dan kandungan hidrogen dari bahan bakar diketahui . Air

mengandung 20,9 % oksigen oleh massa mol . Pembakaran sempurna pada

rasio teoritis ini dikenal sebagai pembakaran stoikiometri . Hal ini umumnya

tidak mungkin untuk mencapai dalam praktek karena keterbatasan dalam

peralatan burner dalam mendapatkan setiap molekul oksigen dalam kontak

dengan setiap molekul hidrokarbon , dan pembakar karena itu selalu perlu

untuk beroperasi dengan udara berlebih untuk mencapai pembakaran

sempurna . Hanya 20,9 % ( oksigen ) dari udara berlebih ini sebenarnya

berguna dalam proses pembakaran , yang lain 79,1 % ( Nitrogen ) hanya

menyerap energi yang kemudian hilang stack. Udara berlebih karena itu harus

dijaga agar tetap minimum .

Ketika ada oksigen yang tersedia tidak cukup untuk pembakaran yang

sempurna , karbon monoksida ( CO ) terbentuk . CO demikian produk dari

pembakaran tidak sempurna dan lebih sedikit energi yang dilepaskan ketika

itu terbentuk, mengurangi efisiensi pembakaran . Pembakaran tidak sempurna

yang paling sering terlihat sebagai asap hitam dan dapat menyebabkan jelaga

membangun dalam peralatan pemanas .

Pembakaran yang optimal sehingga terjadi ketika produk pembakaran ( gas

buang ) berisi :

· Tidak ada atau CO yang rendah - 0 sampai 20 ppm .

· Tinggi CO2 - 12 % sampai 16 % tergantung pada jenis bahan bakar

· Low O2 - 1 % sampai 5 % tergantung pada efisiensi alat pembakaran

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 1

Sumber energi kalor atau panas bisa diperoleh dari proses pembakaran. Proses

pembakaran pada mesin tenaga uap terjadi pada furnace.

Berbagai macam teknologi telah dikembangkan untuk menaikkan efisiensi proses

pembakaran. Efisiensi yang tinggi akan menaikkan efisiensi total dari furnace dan

jumlah panas yang ditransfer ke boiler jadi semakin besar. Untuk itu, diperlukan

furnace dengan burner yang berkualitas baik.

Berdasarkan jenis bahan bakar yang digunakan, burner diklasifikasikan menjadi 3,

yaitu :

1. Burner bahan bakar cair

2. Burner bahan bakar gas

3. Burner bahan bakar padat

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 2

BAB II

B. PEMBAHASAN

Sebuah furnace memiliki komponen-komponen sebagai berikut :

1. Ruang refraktori dibangun dari bahan isolasi untuk menahan panas pada

suhu operasi yang tinggi.

2. Perapian untuk menyangga atau membawa baja, yang terdiri dari bahan

refraktori yang didukung oleh sebuah bangunan baja, sebagian darinya

didinginkan oleh air.

3. Burner yang menggunakan bahan bakar cair atau gas digunakan untuk

menaikan dan menjaga suhu dalam ruangan. Batubara atau listrik dapat

digunakan dalam pemanasan ulang/reheating furnace.

4. Cerobong digunakan untuk membuang gas buang pembakaran dari

ruangan.

5. Pintu pengisian dan pengeluaran digunakan untuk pemuatan dan

pengeluaran muatan. Peralatan bongkar muat termasuk roller tables,

conveyor, mesin pemuat dan pendorong tungku.

Gas burner adalah sebuah alat untuk menghasilkan api untuk memanaskan produk

menggunakan bahan bakar gas seperti asetilen, gas alam atau propana. Beberapa

burner mempunyai tempat masuknya udara untuk mencampur bahan bakar gas

dengan udara untuk mendapatkan pembakaran yang sempurna. Asetilen biasanya

digunakan dengan mencampurkannya dengan oksigen.

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 3

Banyak aplikasi seperti soldering, brazing dan pengelasan yang menggunakan

oksigen daripada udara untuk membuat apinya menjadi lebih panas sehingga bisa

melelehkan besi. Untuk skala laboratorium, digunakan natural gas fired bunsen

burner. Untuk melelehkan logam dengan titik leleh sampai dengan 1100oC seperti

tembaga, perak dan emas, bisa digunakan burner dengan bahan bakar propana

dengan campuran udara.

Pembakaran gas dibagi menjadi 2 cara, tergantung apakah gas dan udara

dicampurkan terlebih dahulu atau tidak sebelum pembakaran. Jika udara dan gas

dicampurkan terlebih dahulu sebelum proses pembakaran, seperti pada bunsen

burner, proses pembakaran berlangsung secara hidroksilasi. Hidrokarbon dan

oksigen dengan proses hidroksilasi menjadi aldehida. Penambahan panas dan

oksigen menguraikan aldehida menjadi H2, CO, CO2 dan H2O.

Proses pembakaran bahan bakar gas tidak memerlukan proses pengabutan atau

atomisasi, bahan bakar langsung berdifusi dengan udara. Ada dua tipe burner

dengan bahan bakar gas, yaitu:

Tinggi Rilis Thermal (HTR) Burners

Bloom HTR Burners mirip dengan baffle burner. Dalam rentang ukuran kecil,

HTR burner menggunakan nozzle logam daripada satu keramik. Jet udara

memiliki komponen kecepatan radial tinggi yang menanamkan spin tinggi ke

udara. Port blok memiliki area dished. Kombinasi dari spin tinggi dan konfigurasi

blok menghasilkan api dengan profil datar. Burner ini skematis diperlihatkan pada

Gambar. The HTR Burner secara inheren NOx rendah karena sejumlah besar gas

tungku yang kembali beredar ke daerah api. Bloom telah mengembangk lebih

rendahNOx,versi HTR tanpa kehilangan kinerja.

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 4

2. Aerated Burner

Pada aerated burner, bahan bakar gas dan udara dicampur dulu sebelum terjadi

proses pembakaran. Udara sekunder dibutuhkan untuk menyempurnakan

pembakaran. Penggunaan udara sekunder ini tergantung dari cara udara primer

dimasukkan ke dalam furnace.

Pada burner tipe ini selalu ada pengaman untuk mencegah nyala balik ke sumber

campuran bahan bakar udara. Aerated burner dibagi menjadi 2 jenis :

a. Atmospheric or Natural Draft Burners (Bunsen Burners)

Alat ini menggunakan efek mekanis yaitu prinsip venturi, sehingga atmospheric

burner gas disebut juga dengan venturi burner gas. Pada kasus burner gas venturi,

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 5

gas keluar dari jet di depan penyempitan dari pipa burner. Gas sudah bertekanan

dan penyempitan semakin mempercepat sehingga menghasilkan vakum parsial

dibelakang jet yang menyerap udara ke pipa burner. Ini berarti bahwa venturi

burner akan mencampur lebih banyak udara dengan gas daripada bunsen

sederhana. Campuran bahan bakar dan udara yang ditingkatkan menyebabkan

venturi burner menjadi lebih efektif dan bisa menghasilkan tipe api yang

bervariasi, dari oksidasi sampai reduksi. Juga bentuk dari pipa burner setelah

penyempitan memperlambat kecepatan gas, menyebabkan udara dan gas lebih

bercampur menyeluruh sebelum menemui flame retention head. Keunggulan ini,

flame retention head, pada akhir pipa burner didesain untuk memastikan bahwa

api tidak membakar pipa, atau meluncur dari head burner, yang merupakan

masalah pada desain burner sederhana.

Roda pada ujung kiri dari burner adalah control udara utama dan berputar pada

lubang supply gas. Roda ini dapat berputar untuk menutup melawan badan burner,

menghentikan udara untuk bercampur dengan gas. Batang dari kuningan, dimana

gas mengalir, dapat digerakkan dengan memutar maju atau mundur ke badan

burner. Hal ini penting untuk memaksimalkan performa burner. Jika batang terlalu

jauh didalam burner maka efek venturi dikecilkan, begitu juga jika terlalu jauh

diluar burner jumlah udara yang diserap akan terlalu kecil. Untuk mengeset posisi

yang benar pertama hubungkan burner dengan gas supply, set piringan udara

utama sehingga hanya ada 1 atau 2 mm celah diantaranya dan badan burner dan

menyalakan api gas. Set batang kuningan sehingga jet sejauh mungkin diluar

burner, kemudian alirkan angin perlahan-lahan, secara simultan gerakkan roda

udara utama sehingga celah tetap konstan. Amati apinya, saat rasio udara-gas

maksimal dicapai api harus berubah dari kuning menjadi biru dan suara burner

meningkat sejalan dengan banyaknya udara yang terhisap ke burner. Jika batang

terlalu jauh maka api akan berubah kembali menjadi api kuning.

Burner ini merupakan jenis yang sederhana, tidak terlalu mahal dan paling banyak

digunakan untuk keperluan domestik atau komersial. Burner ini dibuat dengan

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 6

berbagai variasi bentuk dan ukuran untuk memberikan panjang api dengan panas

keluar yang sesuai.

Baffle Burner

Pembakaran recirculate gas tungku ke dalam api. Penampilannya tampak

sederhana terdiri dari tubuh, nozzle gas, baffle dan port. Air masuk ke dalam

tubuh langsung burner dan gas melewati tubuh terpisah dari udara dengan tabung

bahan bakar. The baffle tahan api memisahkan tubuh dari blok burner (port), yang

berada dalam dinding tungku.

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 7

BAB III

D. KESIMPULAN

1. Pembakar tidak dapat secara akurat ditetapkan oleh mata.

2. Sebuah analisis pembakaran adalah alat yang sangat berharga dalam

mendirikan pembakar.

3. Tabungan dari 3% sampai 9% dari tagihan bahan bakar dapat disimpan

pada mensetup pembakar.

4. Sebuah pengetahuan yang baik tentang teori pembakaran dan peralatan

pembakaran adalah penting untuk sukses menjalankan peralatan pemanas.

5. Nozel perlu diganti secara teratur karena mereka tergantung pada

pemakaian.

6. Peralatan dan burner / nosel pembersihan perlu dilakukan secara rutin.

7. Pasokan bahan bakar perlu disediakan terus menerus pada suhu dan

tekanan yang benar, dengan instrumentasi untuk memverifikasi ini.

E. DAFTAR PUSTAKA

1. Perry, R.H. dan Green D.W. 1998. Perry's Chemical Engineers Handbook

(eds), McGraw-Hill Book Co., Singapore.

2. http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20-

%20Furnaces%20and%20Refractories%20(Bahasa%20Indonesia).pdf

3. http://www.ffs-refiners.com

MUHAMMAD JULHAM HAMZAH – 442 12 022 HALAMAN 8