ANALISA PROXIMATE BATUBARA (COAL PROXIMATE ANALYSIS)

11:24:00 AM  WIJI UTAMA  1 COMMENT

(Sumber: Komarudin)

Analisa proximate dalam batubara merupakan analisa yang terdiri dari

analisa moisture in the analysis sample, ash, volatile matter dan fixed

carbon. Analisa ini dapat mengacu pada standar ASTM   D 3172 yaitu

mengenai Standard Practice for Proximate Analysis of Coal and Coke. Atau

mengacu pada standar ISO 17246 yaitu coal proximate analysis. Analisa

proximate ini berguna untuk menentukan rank batubara, rasio pembakaran

(fuel ratio) dan dapat digunakan untuk mengkonversi basis analisa untuk

parameter uji. Masing- masing parameter dalam proximate memiliki

prosedur tersendiri dalam pengujiannya. Moisture in the analysis sampel

mengacu pada  Standar ASTM D3173 Standard Test Method for Moisture in

the analysis sampel  for coal and coke. Atau dalam standar ISO 11722

mengenai Solid mineral fuels Hard coal, Determination of moisture in the

general analysis test sample by drying in nitrogen. Moisture in the

analysis merupakan nilai moisture batubara pada saat setelah batubara

tersebut di air drying (diangin-anginkan) pada suhu 30-40 0C. dan sampel

yang digunakan adalah sampel yang lolos ayakan 250 micrometer. Sampel

batubara dipanaskan pada suhu 105 0C dibawah aliran gas nitrogen atau

dapat pula dengan air compressed (udara tekan). Dengan pemanasan ini, air

yang ada dalam batubara akan menguap seluruhnya. Karena kita tahu

bahwa titik didih air berada pada 100 0C. Massa yang hilang akibat

pemanasan ini dihitung sebagai persen massa terhadap massa awal yang

digunakan, sehingga diperoleh nilai % moisture in the analysis sampel. pada

dasarnya semua parameter itu ditentukan pada sample setelah air drying

sehingga basisnya adalah air dried basis (adb) atau as determined

basis (adb). Untuk mengkonversi basis adb ke basis lainnya, maka digunakan

nilai Moisture in the analysis sample dengan rumus table konversi. Table

konversi ini dapat mengacu pada standar ASTM D3180 Standard Practice

for Calculating Coal and Coke Analyses from As-Determined to Different

Bases. Atau dalam standar ISO 1170 Coal and coke calculation of analysis to

different bases.

Sementara analisa ash dalam ISO 1171 Solid minerals fuels -

Determination of ash Atau ASTM D 3174 Standard Test Method for Ash in the

Analysis Sample of Coal and Coke from Coal, Merupakan massa residu zat

anorganik yang tidak terbakar setelah batubara dibakar dengan

sempurna. setelah batubara dibakar dengan

sempurna, material organic seperti carbon, hydrogen, sulfur dan oksigen

serta zat-zat volatil akan menguap sementara mineral matter atau zat

anorganik  tidak terbakar  karena akan membentuk senyawa metal oksida

dan disebut sebagai ash atau abu sebagai sisa pembakaran. Batubara

dibakar dengan sempurna pada suhu 815 o C. Massa residu yang

tertinggal dihitung sebagai persen massa terhadap massa awal yang

digunakan, sehingga diperoleh nilai % Ash. Sama halnya dengan nilai

moisture in the analysis sample, nilai Ash juga dipakai dalam mengkalkulasi

basis analisa, yaitu mengkonversi ke basis dry ash free (daf).

Volatil Matter merupakan massa yang hilang pada pemanasan

batubara pada suhu 950 0C. Namun pada pemanasan ini, bukan hanya zat

volatile yang menguap, tetapi air juga ikut menguap. Sehingga dalam

penentuan volatile matter harus dikoreksi dengan nilai moisture in the

analysis sample pada waktu analisa yang bersamaan. Volatile matter ini

mengacu pada standar ISO 562 Hard coal and coke - Determination of

volatile matter content Atau standard ASTM D 3175 Standard Test Method

for Volatile Matter in the Analysis Sample of Coal and Coke. Nilai volatile

matter batubara berguna dalam klasifikasi batubara berdasarkan rank. Dan

dapat pula digunakan sebagai indikasi dengan sifat nyala pada pembakaran

batubara. Semakin tinggi nilai Volatil Matter, maka penyalaan dan

pembakaran batubara menjadi lebih mudah.

Sementara fixed carbon merupakan kadar karbon yang tertambat atau

karbon tetap tertinggal bersama abu bila batubara telah dibakar dan setelah

zat terbang habis. Fixed carbon merupakan kadar karbon yang pada

temperature penetapan volatile matter tidak menguap. Sedangkan carbon

yang menguap pada temperature tersebut termasuk kedalam volatile

matter. Penentuan fixed carbon ditetapkan dari analisa tak langsung. Yaitu

dihitung dari nilai kalkulasi total (by difference), dan dirumuskan sebagai

berikut

% Fixed Carbon = 100 – (% Moisture In the analysis sample – % ash – %

Volatil matter).

Pada rumus diatas terlihat, bahwa kalkulasi total dari analisa proximate

(Moisture, Ash, Volatil Matter dan Fixed Carbon) harus berjumlah 100

%. Sebagai contoh suatu analisa sampel batubara menghasilkan nilai

sebagai berikut :

·         Moisture In the analysis sample   (adb) : 26.10  %

·         Ash                                                       (adb) : 3.42     %

·         Volatil matter                                    (adb) : 34.61   % 

·         Fixed Carbon                                     (adb) : 35.87   %

·         Total                                                              : 100.00 %

Jika hasil analisa tersebut dikonversi kedalam dried basis (db) dengan

koreksi nilai Moisture In the analysis sample, maka hasil analisa tersebut

menjadi sebagai berikut :

·         Moisture In the analysis sample   (db) :  -           %

·         Ash                                                       (db) : 4.63     %

·         Volatil matter                                     (db) : 46.83   % 

·         Fixed Carbon                                      (db) : 48.54   %

·         Total                                                            : 100.00 %

Dari hasil konversi diatas terlihat bahwa dengan dry base (db) yaitu tanpa

nilai moisture maka nilai Ash, Volatil matter dan fixed carbon menjadi

meningkat. Hal ini berdasarkan asumsi bahwa kondisi dimana batubara

diasumsikan bebas air total. Nilai Fixed Carbon (FC) memberikan perkiraan

kasar nilai kalor batubara karena FC merupakan penghasil panas utama

pada proses pembakaran, sehingga semakin besar kandungan FC, kualitas

batubara semakin bagus Sementara itu Penggunaan nilai fixed carbon, FC

dengan Volatil matter, VM dibuat sebagai suatu ratio yang dinamakan fuel

ratio (FR) yang dirumuskan sebagai berikut : FR =FC/VM. Untuk batubara

lignit biasanya memiliki nilai FR < 1, nilai FR bituminous antara 1-4 dan

antrasit memiliki nilai FR > 4