Bahan Bakar Pabrik Semen (batubara)

Kali ini Ane coba sharing mengenai bahan bakar apa yang biasa dipakai di pabrik semen, serta apa aja parameter-parameter kualitas bahan bakar yang dipakai serta bagaimana parameter-parameter tersebut mempengaruhi sifat dari bahan bakar itu sendiri. Mungkin tidak semua jenis bahan bakar bisa diterangkan lebih lanjut, hanya secara umum saja dari bahan bakar yang paling populer di pabrik semen.

Umumnya, pabrik semen di Indonesia menggunakan beberapa jenis bahan bakar diantaranya seperti:

1. Bahan bakar padat: batubara, arang, kayu, petcoke, dan lain-lain. Ada pula beberapa bahan bakar padat alternatif seperti sekam padi, cangkang kelapa sawit dan lain sebagainya.

2. Bahan bakar cair: IDO, minyak solar, bensin, minyak tanah, bahan bakar sintetik, dan lain sebagainya.

3. Bahan bakar gas: LPG, gas alam, dan lain-lain.

Umumnya, IDO, solar, LNG dan lain sebagainya digunakan untuk pemanasan awal (heating up) pada saat pabrik akan beroperasi, setelah itu umunya digunakan batubara.

Sifat Beberapa Jenis Batubara

Ada beberapa parameter yang yang digunakan untuk membedakan jenis-jenis batu bara yang ada di Indonesia. Diantara parameter-parameter yang sering digunakan adalah:

1. Moisture: air dried moisture, total moisture, dan lain-lain.

2. Organic Matter: Fixed carbon, Volatile Matter, Calorie Value, dll.

3. Mineral Matter: Ash content, Trace element, dll.

Untuk mengetahui parameter-parameter di atas, dilakukan analisis terhadap batubara tersebut, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Calorie value (CV)

analisis dilakukan untuk mengetahui nilai calorie value atau heating value pada batubara tersebut. Biasanya pake alat bomb kalorimeter dan besar CV nya biasanya tergantung kandungan karbon di dalamnya.

2. Proximater analysis

Penentuan kadar utama batubara seperti moisture, ash content, volatile matter, fixed carbon, dan lain sebagainya. Hal ini sangat dibutuhkan oleh orang-orang di bagian proses untuk menentukan komposisi bahan baku semen (seperti penentuan LSF, SM, dan AM)

3. Ultimate analysis

Penentuan C dan H saat pembakaran sempurna, penentuan S, N dan abu dalam total material, dan perhitungan O sebagai selisih

4. Hard Grove Index (HGI)

Menggambarkan seberapa mudah suatu batubara untuk digiling atau digerus (kekerasan batubara).

Dari penjelasan aspek-aspek kualitas yang dijabarkan di atas, hanya beberapa saja yang penting dalam analisis kualitas batubara untuk digunakan di pabrik semen, yaitu calorie value, moisture, ash content, volatile matter, S content, dan HGI.

Calorie Value

Merupakan nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara dan merupakan faktor paling penting dalam penentuan kualitas maupun harga dari batubara. Ada dua cara untuk menghitung nilai calorie value, yaitu Gross Calori Value (GCV) dan Nett Calorie Value (NCV).

1. Gross Calorie Value (GCV)

Merupakan panas hasil pembakaran sempurna pada volume tetap dengan semua uap air yang terbentuk terkondensasi. Artinya nilai NCV ditambahkan dengan nilai energi yang dihasilkan dari kondensasi uap air. GCV dapat digunakan untuk dasar harga penjualan/pembelian dan dapat digunakan untuk mengevaluasi efektivitas pembakaran. GCV sangat dipengaruhi kadar C dan H yang teroksidasi.

2. Nett Calorie Value (NCV)

Merupakan panas yang dihasilkan dari pembakaran pada tekanan 1 atm dengan uap air yang dihasilkan tetap sebagai uap (tidak terkondensasi). Gampangnya, CV dari NCV ini memperhitungkan jumlah uap air.

Ada beberapa standar yang digunakan untuk mengkonversi NCV ke GCV, diantaranya standar ASTM, International standard, dan British standard. Di Indonesia biasanya dipakai ASTM, yaitu sebagai berikut:

Nett CV = Gross CV – 215,5 J/g x (H)          ; H = Kadar hidrogen dalam batubara.

Pengaruh CV dari Coal (batubara) terhadap Kiln:

-Desain burner

-Kapasistas Coal Mill

-kapasitas Coal Dosing

-pemakaian CV batubara yang lebih rendah dari desain akan berpengaruh pada kapasistas Kiln.

Moisture

Moisture dibagi kedalam dua bagian, yaitu:

1. IInherent Moisture

Merupakan mosture yang ada sebagai bagian yang tidak dapat terpisahkan dari coal dan dalam keadaan alami (air dalam pori-pori).

2. Surface moisture

Selain inherent, air atau moisture pada batubara dapat juga berasal dari air tanah, air dari spray pada proses produksi semen, dll.

Biasanya moisture dibatasi sekitar <10%. Tinggi rendahnya kadar moisture berhungan dengan peringkat batubara.

peringkat batubara (semakin ke bawah semakin bagus)

Semakin tinggi peringkat batubara, semakin kecil porositasnya, semakin kecil kadar moisture nya, terutama inherent moisture nya. Selain itu juga tergantung dari partikelnya, semakin kecil ukuran batubara maka akan semakin luas permukaannya, surface moisture nya lebih besar. Jadi untuk unherent moisture yang tetap, surface moisture bisa bertambah. Demikian juga dengan cuaca, akan mempengaruhi moisture yang terkandung pada batubara.

Moisture berpengaruh pada perhitungan komersial yang tercantum pada sertifikat, dipakai untuk penentuan as received basis, baik untuk kalori maupun parameter lainnya. Batubara baiknya dikeringkan sampai surface moisture nya hilang, atau sampai mendekati inherent moisture. Moisture juga menentukan tingkat pengeringan pada kapasistas pengeringan tertentu pada coal mill.

Ash Content

Ash atau abu merupakan materi organik yang tersisa setelah proses pembakaran. Ash juga terbagi menjadi dua, yaitu:

1. Inherent ash

Ada dalam batubara sejak pada masa pembentukan batubara dan berada dalam batubara terikat secara kimia dengan struktur molekul batubara.

2.Extraneous ash

Berasal dari dilusi atau sumber abu lainnya yang berasal dari luar batubara.

Kadar ash ini sangat berpengaruh pada nilai kalori dari batubara. Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah nilai kalorinya.

Ash menentukan raw mix desain karena ash coal miskin CaO. Selain itu juga ash mempengaruhi reaktifitas dari coal itu sendiri.

Volatile Matter (VM)

Bagian pada batubara (tidak termasuk air) yang menguap saat dipanasi pada suhu tertentu. Volatile tergantung pada kadar C, H, dan O dalam batubara. Biasanya berasal dari rantai karbon yang mudah putus pada pemanasan tanpa udara menjadi hidrokarbon yang lebih sederhana seperti etana dan metana. Dengan demikian, semakin volatile batubara, maka ignitionnya (pengapiannya) akan tinggi, alias mudah sekali terbakar atau semakin reaktif sehingga self ignition nya tinggi. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin rendah tingkat volatile matter nya. Tingkat VM sangat berpengaruh terhadap target kehalusan pada proses penggilingan batubara di Coal Mill.

 S (sulphur) Content

Kandungan sulfur dalam batubara bervariasi, atubara seam (lapisan) yang sama cenderung memiliki kandungan sulfur yang mirip. Sulfur dalam Kiln sangat dihindari, karena dapat menyebabkan coating dan tersilkulasi dalam sistem. Kandungan sulfur juga menjadi salah satu pembatas garansi kualitas batubara.

Hard Grove Index (HGI)

HGI menggambarkan tingkat kemudahan batubara untuk digiling sampai ukuran mesh 200, semakin tinggi HGI semakin mudah digiling. HGI tidak secara langsung menunjukan bagaimana performance mill saat menggiling batubara, banyak faktor yang menentukan mill performance.

Secara umum penjelasan parameter-parameter di atas merupakan yang utama untuk menentukan kualitas dari batubara. Intinya, semakin tinggi ranking batubara, semakin tinggi kadar C nya, semakin rendah kadar H dan O nya. Kebutuhan udara stoikiometris untuk pembakaran batubara dihitung berdasarkan kadar C, H, dan O tersebut. Sebenernya Ane punya tabel jenis-jenis batubara serta besar parameter-parameter yang sudah dijelaskan di atas untuk masing-masing jenis coal, nanti lah kalo sempet lain waktu ane share. Tapi kayanya di google juga banyak tabel2 kek gitu😀

Author: Irman

Irman Rostaman. Asal Tasikmalaya, pendidikan terakhir S1 Teknik Fisika UGM. Sekarang bekerja sebagai Instrument Superintendent di PT. Sinar Tambang Arthalestari (Semen Bima). Sebelumnya sempat menjadi Instrument Engineer di PT. Cemindo Gemilang (Semen Merah Putih). Karena sering lupa, blog ini saya buat sebagai tools pengingat lupa. Mudah-mudahan bernilai lebih sehingga bisa berbagi pengetahuan dan bisa mengingatkan yang lupa :D

9 thoughts on “Bahan Bakar Pabrik Semen (batubara)”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s