Sebagai contoh, berikut gambaran kehilangan energi yang mungkin dalam proses boiler dengan menggunakan bahan bakar batu bara.
Kehilangan energi dalam proses bisa dikategorikan kehilangan yang bisa dihindari dan yang tidak dapat dihindari. Pengkajian energi harus mengurangi kehilangan yang dapat
dihindari, dengan meningkatkan efisiensi energi. Kehilangan dapat diminimalisasi: a
Kehilangan panas di gas cerobong. Udara berlebih diturunkan hingga batas udara minimum dibutuhkan. Suhu gas cerobong dioptimalkan dengan pemeliharaan yang
baik, teknologi boiler yang baik ,dan lain-lain. b
Kehilangan karena bahan bakar yang tidak terbakar dalam ruang pembakaran, mengoptimalkan operasi dan pemeliharaan.
c Kehilangan waktu blowdown, pengolahan air umpan yang baik dan daur ulang
kondensat. d
Kehilangan kondensat. e
Kehilangan konveksi dan radiasi ke lingkungan, dikurangi dengan mengisolasi boiler dengan baik.Reklaitis,G.V 1942
2.16 Pengolahan Air Umpan Boiler
Memproduksi steam yang berkualitas tergantung pada pengolahan air yang benar untuk mengendalikan kemurnian steam, endapan dan korosi. Sebuah boiler merupakan bagian
dari sistim boiler, yang menerima semua bahan pencemar dari sistim didepannya. Kinerja boiler, efisiensi, dan umur layanan merupakan hasil langsung dari pemilihan dan
pengendalian air umpan yang digunakan dalam boiler.
Jika air umpan masuk ke boiler, kenaikan suhu dan tekanan menyebabkan komponen air memiliki sifat yang berbeda. Hampir semua komponen dalam air umpan
dalam keadaan terlarut. Walau demik ian, dibawah kondisi panas dan tekanan hampir seluruh komponen terlarut keluar dari larutan sebagai padatan partikuat, kadang-kadang
dalam bentuk Kristal dan pada waktu yang lain sebagai bentuk amorph. Jika kelarutan komponen spesifik dalam air terlewati, maka akan terjadi pembentukan kerak dan
endapan. Air boiler harus cukup bebas dari pembentukan endapan padat supaya terjadi perpindahan panas yang cepat dan efisien dan harus tidak korosif terhadap logam boiler.
Elonka,1982
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Bahan
Batubara dari 5 sumber yang berbeda:
1. Batubara yang berasal dari supliyer A 2. Batubara yang berasal dari supliyer B
3. Batubara yang berasal dari supliyer C 4. Batubara yang berasal dari supliyer D
5. Batubara yang berasal dari supliyer E
Gas Nitrogen Aneka Gas
Gas Oksigen
Aneka Gas
3.2 Alat
Seperangkat alat Bomb Calorimeter 6400
PARR
Alu dan lesung
Ayakan 1 mm
Zrars
Spatula
Neraca Analitis
Mettler AE 200
3.3 Prosedur Penelitian a
Preparasi sampel
Jenis batubara yang digunakan adalah jenis bituminous yang berasal dari sumatera barat dan kalimantan. Untuk membuat sampel analitis, yaitu sampel yang dibawa ke
laboratorium untuk dianalisis , sampel yang baru disampling diperkecil ukuran butiran-butrirannya sampai ± 1mm
3.3.1 Proses Penyiapan serbuk Batubara
a Metode ADB Air Draine Base
Universitas Sumatera Utara
Batubara di haluskan dengan menggunakan alu dan lesung yang terbuat dari besi, selanjutnya dihaluskan diayak dengan ayakan 1 mm.Kemudian di
keringkan dengan cara di angin-anginkan.
3.3.2 Proses analisa nilai kalori Batubara
a Metode Bomb Calorimeter PARR 6400
Ditimbang batubara yang telah dihancurkan serta di ayak sebanyak 1g dengan menggunakan neraca analitis di bantu dengan spatula. Kemudian
dimasukkan ke alat Bomb Calorimeter Parr 6000 untuk mendapatkan nilai kalori dari batubara tersebut.
3.3.3 Prosedur penggunaan Bomb Kalorimeter 6400 PARR 1.Operating Mode:
a. Untuk melakukan pengukuran sampel tekan “Operation Mode” ke
Determination b.
Untuk melakukan Standarisasi tekan “Operation Mode” ke Standardization
2.Bomb Installed EE a. Digunakan untuk mengidentifikasi kondisi Bomb dalam kalorimeter
3. Heater and Pump a. Harus selalu dalam kondisi ON setelah tank Calorimeter diisi dengan air
4. Start Preweigh
a. Tombol ini digunakan untuk sebelum proses penimbangan sampel jika timbangan di hubungkan ke port Balance bagian belakang kalorimeter.
5. Temperature Graph
a. Tombol ini digunakan untuk melihat real time waktu sesungguhnya pada
bucket dan jacket temperature pada Temperature vc.Time Plot screen
6. Start Pretest
a Tombol ini digunakan untuk mengecek kondisi awal secara otomatis
sebelum proses analisa dilakukan seperti : pengecekan pengisian oksigen, pembilasan rinse water dll. note: Saat menekan tombol ini alat harus
dalam kondisi sudah terinstalasi dan Bomb Head dimasukkan atau dipasang ke dalam Calorimeter serta Cover pada calorimeter ditutup.
b Apabila telah selesai PRETEST dan siap melakukan analisa maka kita
siapkan sampel ± 1,0000 gram 0,8000 – 1,2000 g
Universitas Sumatera Utara
7. Siapkan ignition thread benang sepanjang 10 cm , kaitkan pada bomb head ,
kemudian letakkan perlahan cruicible berisi sampel
8. Masukkan Bomb head pada alat Calorimeter.
9. Tutup Cover calorimeter
10. Pastikan Operating Mode pada posisi DETERMINATION untuk analisa
sampel Batubara.
11. Tekan START , maka pada Calorimeter display akan meminta memasukkan
data sbb: a.
Masukkan Nama Sampel jika setuju Yes tidak No b.
Masukkan Bomb ID Number c.
Masukkan Berat sampel
12.
Setelah selesai memasukkan data maka otomatis calorimeter akan melakukan analisa. Waktu sebelum melakukan pembakaran
PREPERIODE. Kemudian apabila terdapat sinyal suara “Beep......” , maka calorimeter sedang melakukan Firing. apabila beberapa menit ±1 menit
tidak terjadi kenaikan temperature pada bucket maka analisa gagal
Misfire muncul alarm Error Misfire , ganti dengan sampel yang baru .
Apabila terjadi kenaikan calorimeter dalam masa POSTPERIODE.
13. Apabila analisa telah selesai , instrument calorimeter akan memberikan tanda
muncul hasil pada display, dan akan terprint secara otomatis.
14.
Buka cover dan angkat Bomb Head , keringkan Bomb head
3.3.4 Prosedur Pengamatan Batubara Sebagai bahan bakar pada boiler jenis pipa air Water Tube Boiler
a Batubara dari masing-masing supliyer :
1. Batubara yang berasal dari supliyer A 2. Batubara yang berasal dari supliyer B
3. Batubara yang berasal dari supliyer C 4. Batubara yang berasal dari supliyer D
5. Batubara yang berasal dari supliyer E
b
Dimasukkan kedalam conveyer berjalan yang menuju ke boiler dengan ketebalan
tertentu skala pabrik yang beroprasi 24jam
Universitas Sumatera Utara
c Terjadi pembakaran selama kurang lebih 8 jam masing-masing dilakukan kepada
5 sampel d
Dilakukan pengamatan dan tekanan steam dan suhu yang dihasilkan oleh
pembakaran batubara tersebut. e
Diperoleh nilai steam dan suhu yang dihasilkan oleh masing-masing batubara
yang ditunjukkan oleh controller steam
Universitas Sumatera Utara
3.4 Bagan Penelitian 3.4.1 Proses analisa nilai kalori Batubara
ASTM 1981
Ditumbuk dihaluskan Diayak dengan ukuran serbuk 1 mm
Kaitkan ignition thread benang Masukkan bomb heat pada alat
kalorimeter Tutup cover kalorimeter
Tekan start Masukkan berat sampel pada monitor
Tunggu hingga alat berhenti bekerja
Catatan: • Diulangi untuk kelima sampel batubara yang berbeda
Batu bara
Ditimbang batubara ± 1,0000 g
Dimasukkan sampel ke dalam cup bomb head PAAR Calorimeter
Diperoleh Nilai kalori Batubara
Universitas Sumatera Utara
3.4.2 Proses Analisa Batubara sebagai bahan bakar boiler ASTM 1981
Batu bara
Di alirkan kedalam ketel boiler
Di amati proses pembakaran atau proses boiling
Di catat tekanan yang ditunjukkan oleh alat penunjuk tekanan Controler steam
Dicatat suhu yang dihasilkan oleh pembakaran boiler
Diulangi perlakuan pada lima sampel yang berbeda
Batubara
Diperoleh perbandingan nilai steam yang dihasilkan oleh masing- masing sampel batubara
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Hasil Analisa Laboratorium untuk spesifikasi kandungan batubara dari masing- masing supliyer menggunakan metode:
1. Analisa proksimat :
a. Untuk menentukan jumlah air
b. Untuk menentukan zat terbang
c. Untuk menentukan karbon padat
d. Untuk menentukan kadar abu
2. Analisa Ultimat
a. Untuk menentukan kandungan unsur kimia pada batubara seperti : Karbon,
Hidrogen, Oksigen, Nitrogen,Sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang
Dari kedua analisa di atas maka di peroleh :
Tabel 4.1 Spesifikasi Kandungan Batubara Supliyer A
No Kandungan Batubara
Komposisi
1 C Carbon
57,21 2
H Hidrogen 5,86
3 N Nitrogen
2,02 4
O Oksigen 10,95
5 S Sulfur
0,66 6
Ash Abu 12,58
7 Air
10,72
Total 100,00
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Spesifikasi Kandungan Batubara Supliyer B
No Kandungan Batubara
Komposisi
1 C Carbon
57,34 2
H Hidrogen 4,25
3 N Nitrogen
1,32 4
O Oksigen 11,88
5 S Sulfur
0,45 6
Ash Abu 13,43
7 Air
11,33
Total 100,00
Tabel 4.3 Spesifikasi Kandungan Batubara Supliyer C
No Kandungan Batubara
Komposisi
1 C Carbon
58,89 2
H Hidrogen 4,19
3 N Nitrogen
1,08 4
O Oksigen 13,86
5 S Sulfur
0,78 6
Ash Abu 12,64
7 Air
8,56
Total 100,00
Tabel 4.4 Spesifikasi Kandungan Batubara Supliyer D
Universitas Sumatera Utara
No Kandungan Batubara
Komposisi
1 C Carbon
58,91 2
H Hidrogen 4,18
3 N Nitrogen
1,03 4
O Oksigen 11,87
5 S Sulfur
0,55 6
Ash Abu 13,93
7 Air
9,53
Total 100,00
Tabel 4.5 Spesifikasi Kandungan Batubara Spliyer E
Hasil analisa dari masing-masing laboratorium supliyer
Hasil Analisa Laboratorium untuk nilai kalori batubara jenis Subbituminous adalah 8.300 – 9500 BTUjam. Dengan menggunakan Parr Oxygen Bomb
Calorimeter 6400 di peroleh nilai kalori dari masing-masing supliyer batubara sebagai berikut:
Tabel 4.6 Nilai Kalori batubara beberapa supliyer
No Kandungan Batubara
Komposisi
1 C Carbon
58,28 2
H Hidrogen 4,01
3 N Nitrogen
1,02 4
O Oksigen 11,88
5 S Sulfur
0,87 6
Ash Abu 14,21
7 Air
9,73
Total 100,00
Universitas Sumatera Utara
No Supliyer
Nilai Kalori kkalg
Nilai Kalori BTUjam
1 Batubara supliyer A
2.510 9.953,997462
2 Batubara supliyer B
1.964 7.788,705584
3 Batubara supliyer C
2.305 9.141,021574
4 Batubara supliyer D
2.389 9.474,143401
5 Batubara supliyer E
2.197 8.712,722081
1 btu = 252,16 kal = 0,25216 kkal
4.2 Pembahasan
