rahmat rizali bab 8

PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BAB VIII

PEMBUATAN BRIKET DAN UJI PEMBAKARAN BATUBARA HASIL MIXING

8.1. Tujuan

Tujuan dari praktikum briket dan uji pembakaran batubara hasil mixing,

yaitu:

1. Praktikan mengerti tentang briket batubara non karbonisai dan briket

batubara karbonisasi.

2. Praktikan mampu melaksanakan proses pembuatan briket batubara non

karbonisasi dan briket batubara kabonisasi.

3. Praktikan mampu menganalisa campuran bahan dalam briket batubara non

karbonisasi dan briket batubara karbonisasi.

4. Praktikan mampu menganalisa kaitan campuran bahan dalam

pembuatan briket batubara non karbonisasi dan briket batubara karbonisasi

dengan hasil pembakarannya.

8.2. Dasar Teori

Secara umum batubara digunakan untuk tujuan pembakaran, memasak,

hydrogenation maupun pyrolysis. Batubara telah digunakan untuk untuk jangka

waktu yang lama sebagai penghasil tenaga, meskipun usaha-usaha yang lebih

besar telah dilakukan untuk memperoleh produk-produk kimia maupun bahan

bakar cair berbahan dasar batubara (Istiadi, 2008).

Sulfur merupakan bagian dari mineral sulfat dan sulfida di dalam

batubara yang sifatnya mudah bersenyawa dengan unsur hidrogen dan oksigen

untuk membentuk senyawa asam, maka keberadaan sulfur diharapkan dapat

seminimal mungkin. Karena hal tersebut dapat memicu polusi udara dari hasil

pembakaran batubara. Untuk menganalisa kandungan sulfur pada batubara

biasanya digunakan alat Furnace Total Sulfur dengan High Temperature

Combustion Method yang sesuai dengan standar ISO 351-1996. Pada alat ini

prosesnya menggunakan sistem pembakaran untuk memperoleh gas sulfur

Rahmat Rizali

H1C111060


dengan suhu pembakaran 1250-13500C. Pembakaran ini biasanya

membutuhkan waktu beberapa menit untuk memperoleh total seluruh

kandungan sulfur yang ada pada sampel batubara.

Disamping unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen, belerang, dan

nitrogen di dalam batubara ditemukan pula unsur-unsur logam yang berasal

dari pengotor batubara, yaitu lapisan batubara yang tersisip dan terperangkap

diantara lapisan batubara.

Blending merupakan cara terbaik untuk mengatasi masalah ketersediaan

batubara dan ketergantungan terhadap satu sumber pemasok batubara untuk

pembangkit listrik di Indonesia. Batubara peringkat tinggi umumnya

mempunyai sifat ketergerusan rendah atau sulit digerus dan parameter ini perlu

diperhatikan karena cenderung tidak bersifat aditif sehingga hasil blending

dengan batubara peringkat rendah tidak dapat diprediksi menggunakan rumus

linier.

Kokas sebagai bahan baku proses pembuatan baja di dalam blast

furnace, kokas dihasilkan dari pemanasan batubara jenis coking coal. Coking

coal adalah batubara yang ketika dipanaskan pada temperatur tinggi tanpa

udara mengalami tahapan plastis sementara, yaitu secara berurutan mengalami

pelunakan, pengembangan, dan memadat kembali menjadi kokas. Batubara

lainnya yang tidak memiliki kemampuan untuk dijadikan kokas merupakan

batubara jenis non-coking coal. Indonesia memiliki sumberdaya batubara

kualitas rendah dengan jumlah cadangan terbanyak. Batubara kualitas rendah

ini lebih banyak merupakan batubara jenis non-coking coal. Oleh karena itu,

dilakukan pengembangan batubara jenis non-coking coal di Indonesia sebagai

bahan baku industri metalurgi yaitu dengan cara metode coal blending. Metode

coal blending merupakan proses pencampuran batubara jenis coking coal dan

non-coking coal dengan perbandingan komposisi tertentu. Metode ini

dilakukan agar batubara jenis non-coking coal yang melimpah di Indonesia

dapat dimanfaatkan sebagai kokas. Proses pembuatan kokas dilakukan dengan

memanaskan coking coal di dalam coke oven pada suhu 900 – 1100oC. Pada

suhu 900oC, volatile matter mulai menguap jika dipanaskan di dalam tungku

tertutup. Setelah volatile matter menguap semua, bersamaan mulai terbentuk

Rahmat Rizali

H1C111060


pula kokas yang stabil. Beberapa kandungan dalam batubara yang

mempengaruhi kualitas pembuatan kokas, diantaranya adalah kandungan

sulfur, kandungan abu (ash) dan bentuk CSN (crucible swelling number).

Batubara dengan kadar sulfur tinggi mempunyai nilai jual yang rendah jika

batubara dipakai sebagai bahan bakar. Apabila dipakai sebagai kokas metalurgi

pada pembuatan baja maka batubara dengan sulfur yang tinggi akan

menimbulkan masalah dengan keberadaan sulfur di dalam produk baja

(Yustanti, 2012).

Secara kimia, batubara terdiri atau tersusun atas beberapa komponen

utama, yaitu :

1. Moisture

Dalam batubara moisture paling sedikit terdiri atas satu senyawa

kimia tunggal. Wujudnya dapat berbentuk air yang dapat mengalir dengan

cepat dari dalam sampel batubara, senyawa teradsorpsi, atau sebagai

senyawa yang terikat secara kimia. Sebagian moisture merupakan

komponen zat mineral yang tidak terikat pada batubara.

Moisture didefinisikan sebagai air yang dapat dihilangkan bila

batubara dipanaskan sampai 105 0C. Semua batubara mempunyai pori-pori

berupa pipa kapiler. Dalam keadaan alami, pori-pori ini dipenuhi oleh air.

Didalam standar ASTM, air ini disebut moisture bawaan (inherent

moisture). Ketika batubara ditambang dan diproses, air dapat teradsorpsi

pada permukaan kepingan batubara, dan standar ASTM menyebutnya

sebagai moisture permukaan (surface moisture).

Moisture yang datang dari luar saat batubara itu ditambang dan

diangkut atau terkena hujan selama penyimpanan disebut free moisture

(istilah ini dikemukakan dalam standar ISO) atau air dry loss (istilah yang

digunakan oleh ASTM). Moisture ini dapat dihilangkan dari batubara

dengan cara dianginkan atau dikering-udarakan. Moisture in air dried

sample (ISO) atau residual moisture (ASTM) ialah moisture yang hanya

dapat dihilangkan bila sampel batubara kering-udara yang berukuran lebih

kecil dari 3 mm (istilahnya batubara ukuran minus 3 mm atau -3 mm)

dipanaskan hingga 105 0C. Penjumlahan antara free moisture dan residual

Rahmat Rizali

H1C111060


moisture disebut total moisture. Dalam analisis batubara, yang ditentukan

hanya moisture yang terikat secara fisika, sedangkan yang terikat secara

kimia (air hidratasi) tidak ditentukan.

Jenis-jenis moisture yang biasanya ditentukan dalam analisis

batubara adalah :

a. Total Moisture (TM)

b. Free Moisture (FM) atau Air Dry Loss (ADL)

c. Residual Moisture (RM) atau Moisture in air dried sample (MAD)

d. Equilibrium moisture (EQM) atau Moisture holding capacity (MHC)

e. Moisture in the analysis sample (dalam analisis proksimat, disingkat

Mad).

Total Moisture (TM), disebut pula sebagai as received moisture

(istilah yang digunakan oleh pembeli batubara) atau as sampled moisture

(istilah yang digunakan oleh penjual batubara), menunjukkan pengukuran

jumlah semua air yang tidak terikat secara kimiawi, yaitu air yang

teradsorpsi pada permukaan, air yang ada dalam kapiler (pori-pori)

batubara, dan air terlarut (dissolved water).

2. Zat Mineral

Zat mineral atau mineral matter terdiri atas komponen-komponen

yang dapat dibedakan secara kima dan fisika. Zat mineral terdiri atas ash

(abu) dan zat anorganik yang mudah menguap (inorganic volatile matter).

Apabila batubara dibakar akan terbentuk ash yang terdiri atas berbagai

oksida logam pembentuk batuan, sedangkan zat anorganik yang mudah

menguap akan pecah menjadi gas karbon dioksida (dari karbonat-

karbonat), sulfur (dari pirit), dan air yang menguap dari lempung.

Material anorganik, yaitu mineral bukan karbonat yang merupakan

bagian dari struktur tumbuhan, adalah zat mineral bawaan di dalam

batubara yang persentasenya relatif kecil. Zat mineral dari luar yang

kemungkinana berasal dari debu atau serpih yang tebawa air atau yang

larut dalam air selama pembentukan gambut atau tahapan selanjutnya dari

pembentukan batubara persentasenya lebih besar dan bervariasi, baik

jumlah maupun susunannya.

Rahmat Rizali

H1C111060


Mineral terbanyak di dalam batubara, yaitu kaolin, lempung, pirit,

dan kalsit. Semua mineral itu akan mempertinggi kadar silikon lainnya.

Oksida alumunium, besi, dan kalsium, di dalam ash. Kemudian menyusul

berbagai senyawa magnesium, natrium, kalium, mangan, fosfor, dan sulfur

yang didapatkan dalam ash dengan persentase yang berbeda-beda.

3. Senyawa batubara

Senyawa batubara terdiri atas zat organik yang mudah menguap

dan fixed carbon. Zat organik yang mudah menguap kebanyakan tersusun

atas (1) gas-gas yang dapat terbakar seperti hidrogen, karbon monoksida,

dan metan, (2) uap yang dapat mengembun, seperti tar dengan sedikit

kandungan gas yang dapat terbakar, dan (3) uap seperti karbon dioksida

dan air, yang terbentuk dari penguraian senyawa karbon secara termis.

Kandungan volatile matter (gabungan zat organik dan anorganik yang

mudah menguap) berkaitan sekali dengan peringkat batubara dan

merupakan parameter yang penting dalam mengklasifikasikan batubara.

(Anonim, 2013)

Blending merupakan cara terbaik untuk memperbaiki dan menyatukan

sifat dan kualitas batubara dari daerah atau dengan jenis yang berbeda,

sehingga memungkinkan dapat memenuhi persyaratan konsumen.

Blending yang dilakukan didasarkan pada pencampuran kalori rendah

dengan kalori tinggi atau antara batubara peringkat rendah dengan peringkat

tinggi. Berdasarkan data kualitas tersebut di atas, blending batubara Indonesia

antara peringkat rendah dan peringkat tinggi dapat dimungkinkan untuk

memenuhi persyaratan nilai kalor sebesar 5.242 kal/g (as received) dan

parameter yang bersifat aditif lainnya, seperti misalnya kadar air, kadar abu dan

kadar belerang.

Biasanya blending dilakukan antara batubara peringkat rendah dan

peringkat tinggi, kadar abu tinggi dan abu rendah, kadar belerang tinggi dan

belerang rendah. Dalam suatu pembangkit listrik, sistem blending dapat

memberikan banyak keuntungan di antaranya:

Rahmat Rizali

H1C111060


1. Meningkatkan kelenturan (fleksibilitas) dan memperluas kisaran batubara

yang dapat digunakan.

2. Diversifikasi pasokan batubara untuk keamanan pasokan.

3. membantu mengatasi masalah yang terjadi apabila digunakan batubara

yang di luar pesifikasi.

(Anonim, 2013)

Untuk melakukan pengujian pembakaran maka batubara serbuk dibuat

briket. Dari pertimbangan diatas bahwa pemberian bahan pengikat dapat

meningkatkan nilai kalor bahan bakar briket. Dalam hal ini tentu saja perlu

mengetahui mudah dan tidaknya penyalaan bahan bakar ini. Percobaan

pembakaran ini dilakukan untuk mengetahui kualitas batubara dalam hal proses

penyalaan dan pembakaran (Istiadi, 2008).

Rahmat Rizali

H1C111060


8.3. Alat dan Bahan

8.3.1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini, diantaranya

adalah:

a. Crusher berfungsi sebagai alat yang mereduksi ukuran dari sampel

batubara.

Gambar 8.1

Sketsa crusher

b. Cetakan briket, digunakan untuk mencetak campuran material

menjadi bentuk briket.

Gambar 8.2

Rahmat Rizali

H1C111060

Crushernya bayangkan sendiri


Sketsa cetakan briket

c. Timbangan dan neraca analitik, berfungsi untuk mengukur berat

sampel batubara dalam pembuatan briket.

Gambar 8.3

Sketsa timbangan dan neraca analitik

d. Sendok, berfungsi untuk memindahkan material dan batubara

maupun campurannya.

Gambar 8.4

Sketsa Sendok

Rahmat Rizali

H1C111060


e. Ember berfungsi sebagai wadah mengaduk dan proses

pencampuran bahan pembuatan briket batubara karbonisasi dan non

karbonisasi serta sebagai wadah atau tempat merendam briket

dalam minyak tanah.

Gambar 8.5.

Sketsa ember

f. Safety tools, digunakan untuk menjadi alat pengaman saat jalannya

praktikum batubara.

Gambar 8.6.

Sketsa safety tools

Rahmat Rizali

H1C111060


g. Kompor briket, digunakan sebagai alat untuk proses pembakaran

briket batubara.

Gambar 8.7.

Sketsa kompor briket

h. Korek api, sebagai penyulut api pada pembakaran awal.

Gambar 8.8.

Sketsa Korek Api

Rahmat Rizali

H1C111060


i) Stopwatch, digunakan sebagai pengukur lama waktu pembakaran

briket batubara.

Gambar 8.9.

Sketsa stopwatch

5.3.2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum ini,

antara lain:

a. Batubara non karbonisasi kalori 5000 kkal dan batubara karbonisasi

kalori 5250 kkal digunakan sebagai bahan utama dalam briket.

b. Kaolin digunakan sebagai penurun panas yang dihasilkan dari

pembakaran briket.

c. Kanji digunakan sebagai bahan perekat material.

d. Kapur digunakan untuk mengurangi bau saat pembakaran.

e. Serbuk kayu digunakan sebagai material untuk mempercepat

pembakaran batubara.

f. Minyak tanah, penyulut atau pemicu api pada saat pertama kali

pembakaran dan untuk merendam briket batubara non-karbonisasi

dan briket batubara karbonisasi.

Rahmat Rizali

H1C111060


8.4. Prosedur Percobaan

Adapun prosedur percobaan pada praktikum kali ini adalah sebagai

berikut:

8.4.1. Pembuatan Briket

a. Briket Batubara Non Karbonisasi

Adapun prosedur percobaan untuk pembuatan briket

batubara, yaitu:

Gambar 8.10

Flowchart pembuatan briket batubara non-karbonisasi

Langkah kerja:

1) Menyiapkan material batubara non karbonisasi dengan kalori

5000 kkal dari hasil mixing.

2) Mencampurkan batubara dengan kaolin kering, kanji, kapur

gamping, dan serbuk kayu hingga berat totalnya mencapai 100

gram.

3) Mencetak campuran material tadi dengan menggunakan

cetakan briket batubara kemudian mengeringkannya.

4) Mengamati dan mencatat:

5) Campuran bahan briket

6) Kekuatan fisik briket

7) Bentuk hasil akhir cetakan

Rahmat Rizali

H1C111060

Batubara non karbonisasi dengankalori 5000 kkal

Batubara + kaolin + kanji + serbuk kayu + kapur gamping dengan total berat 100 gram

Briket batubara non-karbonisasi

dicampur dan dicetak


b. Briket Batubara Karbonisasi

Adapun prosedur percobaan untuk pembuatan briket

batubara, yaitu:

Gambar 8.11

Flowchart Pembuatan Briket Batubara Karbonisasi

Langkah kerja:

1) Menyiapkan material batubara karbonisasi dengan kalori 5250

kkal dari hasil mixing.

2) Mencampurkan batubara dengan kaolin kering, kanji, kapur

gamping, dan serbuk kayu hingga berat totalnya mencapai 100

gram.

3) Mencetak campuran material tadi dengan menggunakan cetakan

briket batubara kemudian mengeringkannya.

4) Mengamati dan mencatat:

5) Campuran bahan briket

6) Kekuatan fisik briket

7) Bentuk hasil akhir cetakan

Rahmat Rizali

H1C111060

Batubara karbonisasi dengankalori 5250 kkal

Batubara + kaolin + kanji + serbuk kayu + kapur gamping dengan total berat 100 gram

Briket batubara non-karbonisasi

dicampur dan dicetak


8.4.2. Pembakaran Briket

a. Pembakaran Briket Batubara Non Karbonisasi

Prosedur pada percobaan dari praktikum ini adalah sebagai

berikut:

Gambar 8.12.

Flowchart uji pembakaran briket karbonisasi

Langkah Kerja:

1) Menyiapkan kompor briket di daerah atau tempat terbuka.

2) Memasukkan briket ke dalam ember berisi minyak tanah.

3) Memasukkan briket yang sudah direndam dalam minyak tanah

ke dalam kompor briket.

4) Membakar briket.

5) Menganalisa hasil pembakaran.

6) Memasukkan data hasil analisa ke dalam tabel.

Rahmat Rizali

H1C111060

Briket batubara karbonisasi kalori 5000

kkal

Minyak tanah + ember

Kompor briket

Hasil pembakaran

Dicelupkan

Dimasukan dan dibakar

Dihasilkan

Hasil analisa

Dianalisa


b. Pembakaran Briket Batubara Karbonisasi

Prosedur pada percobaan dari praktikum ini adalah sebagai

berikut:

Gambar 8.13.

Flowchart uji pembakaran briket karbonisasi

Langkah Kerja:

1) Menyiapkan kompor briket di daerah atau tempat terbuka.

2) Memasukkan briket ke dalam ember berisi minyak tanah.

3) Memasukkan briket yang sudah direndam dalam minyak tanah

ke dalam kompor briket.

4) Membakar briket.

5) Menganalisa hasil pembakaran.

6) Memasukkan data hasil analisa ke dalam tabel.

Rahmat Rizali

H1C111060

Briket batubara non karbonisasi kalori 5250

kkal

Minyak tanah + ember

Kompor briket

Hasil pembakaran

Dicelupkan

Dimasukan dan dibakar

Dihasilkan

Hasil analisa

Dianalisa

rahmat rizali bab 8

Documents