A6 - Tugas 3

TUGAS 3

BAHAN BAKAR & PEMBAKARAN

Oleh:

Kelompok A6

NO NAMA NIM TTD

1. Ginanjar Saputra 3334130779

2. Hany Kusumawati 3334131303

3. Dea Anggraheni P. 3334132493

4. Aditha Yolanda 3334130321

5. Yudhi Primayuda 3334131977

JURUSAN TEKNIK METALURGI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

CILEGON – BANTEN

2014

Tugas 3 – BBP – A6 | 2

SOAL 1 Batubara dengan analisa ultimat (dry, ash free basis) sebagai berikut: 89.3% C, 5% H, 1.5% N,

0.8% S, dan 3.4% O digunakan sebagai bahan bakar dapur peleburan. Pembakaran dengan

menggunakan 60% udara berlebih. Hitunglah:

a) Volume udara teoritis /kg batubara dengan menggunakan volume method

b) Volume udara nyata (udara berlebih) /kg batubara dengan menggunakan volume method

c) Volume udara nyata /kg batubara berdasar analisa ultimat as fired basis, jika diketahui

kandungan air lembab 7% dan abu 8%

d) Volume dan komposisi kimia gas buang pada kondisi pertanyaan c) tersebut di atas

JAWAB:

a) Volume udara teoritis /kg batubara dengan menggunakan volume method

C + O2 → CO2 … (1)

2H2 + O2 → 2H2O… (2)

Vol. O2 pada reaksi 1 = (32/12)(0.893)(1/32)(22.4) = 1.67 m3


Vol. O2 diperlukan reaksi = 1.67 + 0.28 = 1.95 m3

Vol. O2 dalam batubara = (0.034)(1/32)(22.4) = 0.02 m3

Vol. O2 diperlukan dari udara = 1.95 – 0.02 = 1.93 m3 ≈ 21% O2

Vol udara /kg batubara = 1.93/0.21 = 9.19 m3

b) Volume udara nyata (udara berlebih) /kg batubara dengan menggunakan volume method

Volume udara diperlukan /kg batubara = 9.19 m3, dengan udara berlebih 60%

Kelebihan udara = (9.19)(0.6) = 5.51 m3

Jumlah udara pembakaran yang diperlukan = 9.19 + 5.51 = 14.7 m3

c) Volume udara nyata /kg batubara berdasar analisa ultimat as fired basis, jika diketahui

kandungan air lembab 7% dan abu 8%

daf Af

C

H

N

S

O

air lembab

abu

89.3%

5%

1.5%

0.8%

3.4%

–

–

0.85(89.3) = 75.9% = 0.759

0.85(5) = 4.25% = 0.0425

0.85(1.5) = 1.28% = 0.0128

0.85(0.8) = 0.68% = 0.0068

0.85(3.4) = 2.89% = 0.0289

7% = 0.07

8% = 0.08

total 100% 100% = 1

C + O2 → CO2 … (1)

2H2 + O2 → 2H2O … (2)



Vol. O2 diperlukan reaksi = 1.42 + 0.24 = 1.66 m3

Vol. O2 dalam batubara = (0.0289)(1/32)(22.4) = 0.02 m3

Vol. O2 diperlukan dari udara = 1.66 – 0.02 = 1.64 m3 ≈ 21% O2


Vol udara /kg batubara = 1.64/0.21 = 7.81 m3

Udara berlebih 60%. Kelebihan udara = (7.81)(0.6) = 4.69 m3

Jumlah udara pembakaran diperlukan;

volume udara nyata /kg batubara = 7.81 + 4.69 = 12.5 m3

d) Volume dan komposisi kimia gas buang pada kondisi pertanyaan c) tersebut di atas

Vol. CO2 dari reaksi 1 = (44/12)(0.759)(1/44)(22.4) = 1.42 m3

Vol. H2O dari reaksi 2 = (36/4)(0.0425)(1/18)(22.4) = 0.48 m3

Vol. H2O dari batubara = (0.07)(1/18)(22.4) = 0.09 m3

Total H2O dalam gas buang = 0.48 + 0.09 = 0.57 m3

Vol. N2 dari udara = (0.79)(12.5) = 9.88 m3

Vol. N2 dari batubara = (0.0128)(1/28)(22.4) = 0.01 m3

Total N2 dalam gas buang = 9.88 + 0.01 = 9.89 m3

Volume gas buang = CO2 + H2O + N2

= 1.42 + 0.57 + 9.89 = 11.88 m3

Komposisi gas buang:

CO2 = (1.42/11.88)(100%) = 11.95%

H2O = (0.57/11.88)(100%) = 4.80%

N2 = (9.89/11.88)(100%) = 83.25%

= 100%

SOAL 2

Bahan bakar gas dengan komposisi kimia volumetrik sebagai berikut:

H2 54% C2H6 2.6% CO 7.4% CO2 2%

CH4 28% N2 5.6 % O2 0.4%

dibakar dengan udara berlebih 10%, dalam kondisi lembab, mengandung 2% H2O. Hitunglah:

a) Jumlah udara lembab yang diperlukan untuk reaksi pembakaran per m3 bahan bakar gas

b) Volume dan komposisi gas buang per m3 bahan bakar gas

JAWAB: O2 (kg) CO2 (kg) H2O (kg)

2H2 + O2 → 2H2O

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O

2CO + O2 → 2CO2

(1/2)(0.54) = 0.27

(2/1)(0.28) = 0.56

(7/2)(0.026) = 0.09

(1/2)(0.074) = 0.037

(1/1)(0.28) = 0.28

(4/2)(0.026) = 0.052

(2/2)(0.074) = 0.074

(2/2)(0.54) = 0.54

(2/1)(0.28) = 0.56

(6/2)(0.026) = 0.078

Total 0.957 0.406 1.178

Volume method, dasar 1 m3 bahan bakar gas, 21% O2 di udara

O2 diperlukan reaksi = 0.957 m3

O2 dari bahan bakar gas = 0.004 m3

O2 diperlukan dari udara = 0.957 – 0.004 = 0.953 m3 ≈ 21%

Volume udara diperlukan = 0.953/0.21 = 4.54 m3

Kelebihan udara (10%) = (0.1)(4.54) = 0.454 m3

Volume udara berlebih = 4.54 + 0.454 = 4.994 m3


a) Jumlah udara lembab yang diperlukan untuk reaksi pembakaran per m3 bahan bakar gas.

(Udara berlebih mengandung 2% H2O)

Volume udara berlebih kering = (100 – 2)% = 98% ≈ 4.994 m3

Volume udara berlebih lembab = 4.994/0.98 = 5.096 m3

b) Volume dan komposisi gas buang per m3 bahan bakar gas

CO2 hasil reaksi = 0.406 m3

H2O dari hasil reaksi = 1.178 m3

H2O dalam udara berlebih lembab = 5.096 – 4.994 = 0.102 m3

Total H2O dalam gas buang = 1.178 + 0.102 = 1.28 m3

O2 dari kelebihan udara = (0.21)(0.454) = 0.095 m3

N2 dari udara = (0.79)(4.994) = 3.945 m3

N2 dari bahan bakar = 0.056 m3

Total N2 dalam gas buang = 3.945 + 0.056 = 4.001 m3

Volume gas buang = CO2 + H2O + O2 + N2 = 0.406 + 1.28 + 0.095 + 4.001 = 5.782 m3

Komposisi gas buang:

CO2 = (0.406/5.782)(100%) = 7.02%

H2O = (1.28/5.782)(100%) = 22.14%

O2 = (0.095/5.782)(100%) = 1.64%

N2 = (4.001/5.782)(100%) = 69.2%

= 100%

A6 - Tugas 3

Documents

Transcript of A6 - Tugas 3