KUALITAS BATUBARA

PT. GEOSERVICES, LTD

KUALITAS BATUBARABaik buruknya suatu kualitas batubara ditentukan oleh penggunaan batubara itu sendiri. Batubara yang berkualitas baik untuk penggunaan tertentu, belum tentu baik pula untuk penggunaan yang lainnya, begitu juga sebaliknya1


KUALITAS BATUBARA

KUALITAS BATUBARAKualitas suatu batubara dapat ditentukan dengan cara analisa parameter tertentu baik secara fisik maupun secara kimia. Parameter yang ditentukan dari suatu analisa batubara tergantung tujuan untuk apa batubara tersebut digunakan.2


KUALITAS BATUBARA

Parameter Kualitas Batubara

Total Moisture Proximate Total Sulfur Calorific Value HGI Ultimate Analysis Ash Fusion Temperature Ash Analysis3


KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTUREMOISTURE DALAM BATUBARA

Inherent Moisture EQM MHC

Extraneous Moisture

Surface Moisture

TM = EQM + SM4


KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTURETinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada :

Peringkat Batubara Size Distribusi Kondisi Pada saat Sampling

5


KUALITAS BATUBARA

Peringkat BatubaraSemakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara tersebut atau semakin padat batubara tersebut. Dengan demikian akan semakin kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya khususnya inherent moisturenya. 6

POROSITAS BATUBARA

Porositas internal Lower Rank Coal

Porositas internal High Rank Coal

Inherent Moisture Tinggi

Inherent Moisture Rendah

7


KUALITAS BATUBARA

Size DistribusiSemakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin besar luas permukaanya. Hal ini menyebabkan akan semakin tinggi surface moisturenya. Pada nilai inherent moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang dikarenakan naiknya surface moisture.

8


KUALITAS BATUBARA

Kondisi SamplingTotal Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi pada saat batubara tersebut di Sampling. Yang termasuk dalam kondisi sampling adalah : Kondisi batubara pada saat disampling Size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar atau terlalu kecil. Cuaca pada saat pengambilan sample.9


KUALITAS BATUBARA

Penentuan Total MoisturePenentuan Total Moisture biasanya dibagai menjadi dua tahap penentuan yaitu :

Penentuan Free Moistrue atau air dry loss Penentuan Residual moisture

TM = FM + RM(1-FM/100)10

TM Sample Portion Timbang

Air Drying

Oven Drying

ADL

Berat Konstan (ADL)

Berat Konstan (ADL)

Equilibrium Residual Moisture (RM) Residual Moisture (RM)

TM = ADL + RM(1-ADL/100)11


KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTURE

Dalam komersial, Total Moisture sering dijadikan parameter penentu berat cargo akhir, atau bahkan sebagai batasan Reject.

Adjustment Cargo = Tonase X (100-TM act)/(100-TM kontrak)

Total Moisture juga digunakan sebagai faktor dalam penentuan basis As Received, baik untuk nilai kalori maupun untuk parameter lainnya.12


KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTUREP(ar) = P (ad) X (100-TM)/(100M(ad))P(ar) TM = Parameter dalam as Received Basis = Total Moisture P(ad) = Parameter dalam air dried basis M(ad) = Moisture in the analysis sample

13


14


KUALITAS BATUBARA

PROXIMATE ANALYSISAir dried moisture Ash Content Volatile Matter Fixed carbon

15


KUALITAS BATUBARA

AIR DRIED MOISTUREMoisture In the analysis samples Inherent Moisture Adalah moisture yang terkandung dalam batubara setelah batubara tersebut dikering udarakan

16


KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat ADM

Besar kecilnya nilai ADM dipengaruhi oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin rendah kandungan ADM nya. Nilainya tergantung pada humuditas dan temperature ruangan dimana moisture tersebut dianalisa. Nilainya tergantung juga pada preparasi sample sebelum ADM dianalisa (Standar preparasi)17

ISO STANDARD Sample

PREPARASI SAMPLESASTM STANDARD Sample

Air drying 30 o C, 6 jam

Air drying Sampai konstan

Milling to 0.212mm

Milling to 0.250mm

Analisa Laboratorium

Analisa Laboratorium

18


KUALITAS BATUBARA

AIR DRIED MOISTUREPenentuan ADM Sample Batubara di preparasi, dan digerus sampai ukuran 0.212mm atau 0.250 mm,

105 o C 1 Gram sample ditimbang M2 - M3 M1 Heated in oven at 105-107 deg C 3 h

Mad =

X 100

Mad = Air dried Moisture M1 = Mass of Original sample M2 = Mass of dish, lid, and sample before heating M3 = Mass of dish, lid, and sample after heating

19

MOISTURE IN THE ANALYSIS SAMPLES

20


KUALITAS BATUBARA

AIR DRIED MOISTURE

Digunakan dalam mengkonversi basis parameter analisa dari air dried basis ke basis lainnya.21


KUALITAS BATUBARA

ASH CONTENT

Batubara sebenarnya tidak mengandung abu, melainkan mengandung mineral matter. Namun sebagian mineral matter dianalisa dan dinyatakan sebagai kadar Abu atau Ash Content. Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri dari inherent dan extarneous. Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada masa pembentukan batubara dan keberadaan dalam batubara terikat secara kimia dalam struktur molekul batubara Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi atau sumber abu lainnya yang berasal dari luar batubara.22


Inherent Mineral Matter

v

Struktur molekul empiris batubara

23


Extraneous Ash

24


KUALITAS BATUBARA

Sifat Sifat kadar Abu

Kadar abu dalam batubara tergantung pada banyaknya dan jenis mineral matter yang dikandung oleh batubara baik yang berasal dari inherent atau dari extraneous. Kadar abu relatif lebih stabil pada batubara yang sama. Oleh karena itu Ash sering dijadikan parameter penentu dalam beberpa kalibrasi alat preparasi maupun alat sampling. Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah nilai kalorinya. Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI batubara. 25

25


KUALITAS BATUBARA

Kegunaan kadar Abu

Kadar abu didalam penambangan batubara dapat dijadikan penentu apakah penambangan tersebut bersih atau tidak, yaitu dengan membandingkan kadar abu dari data geology atau planning, dengan kadar abu dari batubara produksi. Kadar abu dalam komersial sering dijadikan sebagai garansi spesifikasi atau bahkan sebagai rejection limit.26


KUALITAS BATUBARA

Penentuan kadar Abu

815oC

Aad = M2 / M1 x 100Aad = Ash in the analysis samples M2 = Weight of ash (grams) M1= Weight of samples (grams)27

ASH CONTENT

28


KUALITAS BATUBARA

VOLATILE MATTER

Volatile matter/ zat terbang, adalah bagian organik batubara yang menguap ketika dipanaskan pada temperature tertentu. Volatile matter biasanya berasal dari gugus hidrokarbon dengan rantai alifatik atau rantai lurus. Yang mudah putus dengan pemanasan tanpa udara menjadi hidrokarbon yang lebih sederhana seperti methana atau ethana.29


KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat Volatile Matter

Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya. Volatile matter memiliki korelasi dengan vitrinite reflectance, semakin rendah volatile matter, semakin tinggi vitrinite reflectancenya

30


KUALITAS BATUBARA

Grafik Hubungan antara Volatile Matter dengan Vitrinite Reflectance

31


KUALITAS BATUBARA

Kegunaan Volatile Matter

Volatile Matter digunakan sebagai parameter penentu dalam penentuan peringkat batubara. Volatile matter dalam batubara dapat dijadikan sebagai indikasi reaktifitas batubara pada saat dibakar. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya.

32


KUALITAS BATUBARA

Pengujian Volatile Matter

900oC

VMad = (M2 / M1) x 100 - MadVMad = Volatile Matter in the analysis samples M1 = Weight of Sample (grams) M2 = Loss of weight (grams) Mad = Moisture in the analysis samples

33

VOLATILE MATTER

34


KUALITAS BATUBARA

SULFUR

ORGANIC SULFUR PYRITIC SULFUR

SULFAT SULFUR

35


KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat SULFUR

Kandungan sulfur dalam batubara sangat bervariasi dan pada umumnya bersifat heterogen sekalipun dalam satu seam batubara yang sama. Baik heterogen secara vertikal maupun secara lateral. Namun demikian ditemukan juga beberapa seam yang sama memiliki kandungan sulfur yang relatif homogen.36


Kegunaan SULFUR

KUALITAS BATUBARA

Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak diinginkan, karena Sulfur dapat mempengaruhi sifat-sifat pembakaran yang dapat menyebabkan slagging maupun mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu dapat berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi sulfur dapat menyebabkan hujan asam. Oleh karena itu dalam komersial, Sulfur dijadikan batasan garansi kualitas, bahkan dijadikan sebagai rejection limit. Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Sulfur tidak menyebabkan masalah bahkan sulfur membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi tersebut misalnya pada proses pengolahan Nikel seperti di PT. INCO. Dan juga pada proses Coal Liquefaction (Pencairan Batubara).37


Pengujian SULFURO2ALUMINA Combustion Boat

KUALITAS BATUBARA

1350 o C

38

TOTAL SULFUR

39


KUALITAS BATUBARA

REAKSI KIMIA PADA SAAT PENENTUAN SULFUR1350 oC COAL H2O+CO2+SO2+ etc

SO2 + H2O2 H2 SO4 + 2 Na OH

+ H2 SO4 + Na2 SO4 + 2 H2O

+ Na2 B4 O7 + 7 H2O

2 Na OH + 4 H3BO3

BORAX

40


KUALITAS BATUBARA

STOICIOMETRY

Miliequivalent S = Miliequivalent SO2 Miliequivalent SO2 = Miliequivalent H2SO4 Miliequivalent H2SO4 = Miliequivalent NaOH Miliequivalent NaOH = Miliequivalent Borax (Na2B4O7) Miliequivalent Borax (Na2B4O7) = V(ml) x N Borax Miliequivalent S = V(ml) x N Borax (Na2B4O7 ) Due to Blank test is regularly determined prior to determined the samples, then the equation become : Miliequivalent S = (V(ml) V blank (ml)) x N Borax Weight S in the sample (gram) = (V(ml) V blank (ml)) x N Borax x ME.S

1000

ME. S = MM = 32.08 /2 = 16.0441


KUALITAS BATUBARA

STOICIOMETRY(V Vb )x N x 16.04 Weight Sulfur (gram) = 1000 (V Vb )x N x 16.04 1000 x M % Sulfur in the sample = X 100

% Sulfur in the sample = 1.604 X

(V Vb )x N M

V = Volume of Titration used (Borax solution) Vb = Volume of Titration used (Borax solution) in Blank Test N = Normality of Borax solution M = Weight of Coal Sample 42


KUALITAS BATUBARA

Calorific Value Calorific Value Specific Energy Specific Energy Higher heating Value Higher heating Value Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara. dari pembakaran batubara. Nilai kalori batubara dapat dinyatakan Nilai kalori batubara dapat dinyatakan dalam satuan: MJ/Kg ,, Kcal/kg, BTU/lb dalam satuan: MJ/Kg Kcal/kg, BTU/lb Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan dalam Gross dan Net. dalam Gross dan Net. 43


KUALITAS BATUBARA

Calorific Value Calorific Value

Nilai Kalori dapat dinyatakan dalam satuan yang berbeda :Calorific Value (CV)(kcal/kg) Specific Energy (SE) .(Mj/kg) Higher Heating Value (HHV) = Gross CV Lower Heating Value (LHV)= Net CV British Thermal Unit = Btu/lb

44


KUALITAS BATUBARA

Konversi Nilai KaloriDesired

Btu/Lb 1 1.8

Kcal/kg( Btu/Lb / 1.8)

MJ/kg0.004187( Kcal/kg / 238.85) ( Btu/Lb / 429.923)

Btu/Lb Kcal/kg MJ/kg

Given

0.5555 0.002326 1

429.923 238.846

1

45

LATIHANKcal / kg ---------- Btu/lb 5,600 kcal/kg X 1.8 = 10,080 Btu/lb MJ / kg ---------- Kcal/kg 25.6 MJ/kg X 238.85 = 6,115 kcal/kg MJ / kg ---------- Btu/lb 25.6 MJ/kg X 429.93 = 11,006 Btu/lb46


KUALITAS BATUBARA

Konversi Nilai Kalori

International Standard : (MJ/kg)

Net CV = Gross CV 0.212(H) - 0.008(O) - 0.0245(M) Net CV = Gross CV 0.212(H) - 0.007(O) - 0.0244(M) Net CV = Gross CV 215.5J/g X (H) Net CV = Gross CV 92.67Btu/lb X (H)

British Standard : (MJ/kg)

ASTM Standard : (J/g)

ASTM Standard : (Btu/lb)

Semua Nilai dinyatakan dalam basis yang sama47


KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat Nilai kalori Batubara Sifat-Sifat Nilai kalori Batubara

Nilai Kalori batubara bergantung pada Nilai Kalori batubara bergantung pada peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin tinggi nilai peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya. kalorinya. Pada batubara yang sama Nilai kalori Pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya. semakin kecil nilai kalorinya.

48


KUALITAS BATUBARA

Pengujian Nilai kalori Batubara Pengujian Nilai kalori BatubaraO2

49


KUALITAS BATUBARA

Proses Pembakaran Proses PembakaranElectrode

50

CALORIFIC VALUE

51


KUALITAS BATUBARA

HARDGROVE GRINDABILITY INDEX

HGI, adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang HGI, adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverise menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverise sampai ukuran 200 mesh atau 75 micron. sampai ukuran 200 mesh atau 75 micron. HGI sangat penting bagi pengguna batubara di power HGI sangat penting bagi pengguna batubara di power plant yang menggunakan pulverized coal. plant yang menggunakan pulverized coal. HGI tidak dapat dijadikan indikasi atau simulasi HGI tidak dapat dijadikan indikasi atau simulasi performance dari suatu pulverizer atau milling secara performance dari suatu pulverizer atau milling secara langsung, karena performance milling masih dipengaruhi langsung, karena performance milling masih dipengaruhi oleh kondisi operasional Milling itu sendiri, seperti Mill oleh kondisi operasional Milling itu sendiri, seperti Mill tention, Temperature primary air, setting classifier dan tention, Temperature primary air, setting classifier dan lain-lain. Namun demikian, HGI dapat dijadikan lain-lain. Namun demikian, HGI dapat dijadikan pembanding untuk batubara yang satu dengan lainnya pembanding untuk batubara yang satu dengan lainnya mengenai kemudahannya untuk dimilling. mengenai kemudahannya untuk dimilling.52


KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat HGI

Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organik Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organik batubara seperti jenis maceral dan lain-lain. batubara seperti jenis maceral dan lain-lain. Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka semakin rendah HGI nya. Namun hal ini tidak terjadi pada semakin rendah HGI nya. Namun hal ini tidak terjadi pada bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa mencapai lebih dari 100. mencapai lebih dari 100. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi dapat menaikan nilai HGI. dapat menaikan nilai HGI. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan moisture. moisture.53


KUALITAS BATUBARA

Pengujian HGI

HGI ditest dengan menggunakan mesin hardgrove. HGI ditest dengan menggunakan mesin hardgrove. Sample yang sudah digerus pada ukuran partikel tertentu Sample yang sudah digerus pada ukuran partikel tertentu kemudian dimasukan kedalam mesin hardgrove. kemudian dimasukan kedalam mesin hardgrove. Selanjutnya digerus dengan menggunakan bola baja pada Selanjutnya digerus dengan menggunakan bola baja pada putaran (revolusi) tertentu. putaran (revolusi) tertentu. Batubara hasil gerusan kemudian discreen pada ukuran Batubara hasil gerusan kemudian discreen pada ukuran 200 mesh. Jumlah yang lolos pada screen ukuran 200 200 mesh. Jumlah yang lolos pada screen ukuran 200 mesh dijadikan data dan dikalkulasi dengan mesh dijadikan data dan dikalkulasi dengan menggunakan hasil kalibrasi alat tersebut. menggunakan hasil kalibrasi alat tersebut.

54


KUALITAS BATUBARA

55


KUALITAS BATUBARA

CONTOH KALKULASI DATA

56


KUALITAS BATUBARA

Grafik Kalibrasi HGI

57


KUALITAS BATUBARA

ULTIMATE ANALYSIS CARBON HYDROGEN OXYGEN SULFUR NITROGEN58


KUALITAS BATUBARA

Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen

Carbon, Hydrogen, dan Oxygen merupakan unsur dasar organik Carbon, Hydrogen, dan Oxygen merupakan unsur dasar organik pembentuk batubara. pembentuk batubara. Sifat dari unsur-unsur tersebut mengikuti peringkat batubara. Sifat dari unsur-unsur tersebut mengikuti peringkat batubara. Semakin tinggi peringkatnya, semakin tinggi Carbonnya, semakin Semakin tinggi peringkatnya, semakin tinggi Carbonnya, semakin rendah hydrogen dan oxygennya. rendah hydrogen dan oxygennya. Sedangkan Nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi Sedangkan Nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi tergantung dari material pembentuk batubara. Sifatnya hampir tergantung dari material pembentuk batubara. Sifatnya hampir sama dengan Sulfur. sama dengan Sulfur. Dalam batubara peringkat tinggi, nitrogen terdapat dalam bentuk Dalam batubara peringkat tinggi, nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa pyridine yang berasosiasi dengan struktur aromatik, senyawa pyridine yang berasosiasi dengan struktur aromatik, sedangkan dalam batubara peringkat rendah, nitrogen ditemukan sedangkan dalam batubara peringkat rendah, nitrogen ditemukan dalam bentuk senyawa amina dan terikat pada ikatan hidrokarbon dalam bentuk senyawa amina dan terikat pada ikatan hidrokarbon alifatik. alifatik. Nitrogen dalam batubara berasal dari tumbuhan pembentuk Nitrogen dalam batubara berasal dari tumbuhan pembentuk batubara tersebut atau sebagai hasil dari aktifitas bakteri pada saat batubara tersebut atau sebagai hasil dari aktifitas bakteri pada saat pembentukan peat. pembentukan peat.59


KUALITAS BATUBARA

ULTIMATEDalam Geology Batubara, Ultimate digunakan sebagai parameter penentu peringkat dan evaluasi-evaluasi lainnya. Sedangkan pada utilisasi batubara, kandungan ultimate digunakan sebagai dasar perhitungan stoiciometri udara yang diperlukan untuk membakar batubara secara sempurna. Udara Yang diperlukan dalam Liter(1 atm, 20ooC) / kg Batubara Udara Yang diperlukan dalam Liter(1 atm, 20 C) / kg Batubara adalah: adalah:

35.8 ( 2.67 C+8.00 H+2.29 N+S-O) 35.8 ( 2.67 C+8.00 H+2.29 N+S-O)

60


KUALITAS BATUBARA

Pengujian Carbon & HydrogenPrinsip Pengujian: COALCO2 + H2O

CO2 absorberKoreksi Carbonate

H2O absorberKoreksi Moisture

Gravimetri CO2

Gravimetri H261

Carbon & Hydrogen

62


KUALITAS BATUBARA

Pengujian NitrogenPrinsip Pengujian: N in COALdestruksi

NH4+Destilasi alkali

NH3Alkalimetri / acidimetri

63

Nitrogen

64


KUALITAS BATUBARA

Penentuan Oksigen Oksigen ditentukan tidak dengan analisa laboratorium, melainkan hasil kalkulasi pengurangan dari 100% dengan Moisture, Ash, Carbon, Hydrogen, Nitrogen, dan Sulfur% Oksigen = 100 (Moisture + Ash + Carbon + Hydrogen + Nitrogen + Sulfur)65

ASH FUSION TEMPERATURE

Ash Fusion Temperature adalah titik leleh abu batubara Ash Fusion Temperature adalah titik leleh abu batubara yang dinyatakan dalam temperature dalam berbagai yang dinyatakan dalam temperature dalam berbagai kondisi pelelehan yaitu: Deformasi, Spherical, kondisi pelelehan yaitu: Deformasi, Spherical, hemispherical, dan flow. hemispherical, dan flow. Berdasarkan kondisi atmosphere pada pengujiannya AFT Berdasarkan kondisi atmosphere pada pengujiannya AFT dibagi menjadi dua atmosphere, yaitu Reduksi dan dibagi menjadi dua atmosphere, yaitu Reduksi dan Oksidasi. Oksidasi.Tinggi = Lebar Tinggi = Lebar Tinggi < 1.6 mm

Mulai meleleh

66


KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat AFT

Ash Fusion dalam batubara sangat bervariasi, ada yang Ash Fusion dalam batubara sangat bervariasi, ada yang homogen dalam satu seam, ada juga yang sangat homogen dalam satu seam, ada juga yang sangat heterogen baik secara vertikal seam maupun secara heterogen baik secara vertikal seam maupun secara lateral. lateral. Nilai AFT tergantung pada mineral matter yang dikandung Nilai AFT tergantung pada mineral matter yang dikandung oleh batubara. oleh batubara. Pada batubara produksi, nilai AFT dapat dipengaruhi oleh Pada batubara produksi, nilai AFT dapat dipengaruhi oleh dilusi atau material yang terbawa pada saat dilusi atau material yang terbawa pada saat penambangan. penambangan. AFT tidak selalu dapat dikorelasikan dengan ash analysis, AFT tidak selalu dapat dikorelasikan dengan ash analysis, karena sebenarnya abu yang di gunakan pada saat karena sebenarnya abu yang di gunakan pada saat pengujian bentuknya bukan oksida semuanya. Melainkan pengujian bentuknya bukan oksida semuanya. Melainkan masih dalam bentuk mineral. masih dalam bentuk mineral.67


KUALITAS BATUBARA

Kristal abu di bawah SEM

68


KUALITAS BATUBARA

Kegunaan nilai AFT

Ash Fusion Temperature dalam utilisasi dijadikan indikasi karakteristik ash dalam pembakaran. Nilai AFT rendah tidak diinginkan dalam utilisasinya karena dianggap dapat menyebabkan slagging atau fouling pada pipapipa boiler. AFT juga digunakan dalam membuat rumus empiris untuk memprediksi kecenderungan terjadinya slagging dalam boiler.69

Ash Fusion Temperature

70


Quantitative XRD MineralogyDes cription LTA A c tinolite K aolinite Illite Quartz P y rite A ntase B oehm ite Gibbsite Calc ite Gy ps um B as sanite A nhydrite Hex ahydrite Jaros ite Total Rem ark Raw CoalW as hed Coal oal + B aux iteCoal C A s h E xtrac tion 5.7 4.5 8.6 Calc ium A lum inium S ilicate 3.6 A l4S i4O10(OH)8 21.6 14.6 K A l2(A lS i3O10)(OH2) 7.9 2.0 6.0 S iO2 11.3 5.1 8.9 FeS 2 0.9 1.1 1.2 TiO2 A lum inium Oxy Hydrox ide 0.4 A lum inium Oxy Hydrox ide 33.0 CaCO3 0.4 CaS O4.2H2O 3.2 CaS O4.x H2O 43.0 48.0 26.8 CaS O4 0.4 M gS O4 13.7 35.3 9.5 (Na,K )Fe3(S O4)2(OH)6 1.2 100.0 0.8 99.9 100.0 + K aolinite 8.6 42.1 12.1 9.4 0.7 0.9 1.5

25.2 7.3 0.6 99.871


KUALITAS BATUBARA

ASH ANALYSISSifat Sifat Ash Analysis

Ash Analysis didalam batubara bersifat tidak typical dan bervariasi dari satu seam ke seam lainnya atau didalam seam itu sendiri. Kandungan komposisi abu tergantung pada unsur pembentuk batubara, dan juga dipengaruhi oleh abu yang berasal dari luar seperti dilusi atau material yang terbawa selama penambangan. Abu batubara dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu : Abu lignitic dan Abu Bituminous

Abu Lignitic = Fe2O3 < CaO + MgO Abu Bituminous = Fe2O3 > CaO + MgO

72


KUALITAS BATUBARA

Kegunaan Ash Analysis

Sebagai indikator karakteristik abu didalam pembakaran batubara. Prediksi sifat-sifat abu berdasarkan ash analysis biasanya dinyatakan dalam beberapa formula seperti :

Rasio Basa /Asam:

Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2O SiO2 + Al2O3 + TiO2

Slagging Factor Fouling Factor

: Basa / Asam X S(d) : Basa / Asam x Na2O73


KUALITAS BATUBARA

Pengujian Ash Analysis

Ash Analysis sesuai dengan nama paramternya ditentukan dari abu batubara. Abu batubara setelah dipreparasi dan dilarutkan, kemudian diatomisasi dengan cara dibakar pada temperature tinggi, kemudian selama atomisasi disinari dengan radiasi lampu yang disesuaikan dengan unsur yang ditentukan Atom-atom unsur tersebut akan menyerap energi radiasi yang dipancarkan oleh lampu tersebut. Banyaknya energi yang diserap berbanding lurus dengan banyaknya atom yang terdapat dalam larutan tersebut. Dengan membandingkannya dengan grafik kalibrasi sample standar, maka kadar unsur dari batubara dapat ditentukan.

74


KUALITAS BATUBARA

Pengujian Ash AnalysisDetektor Radiasi sinar Lampu

Atomizer

Sample

75

ASH ANALYSIS

76

BASIS PARAMETER

AIR DRIED BASIS (ADB) AS RECEIVED BASIS (ARB) DRY BASIS (DB) DRY ASH FREE (DAF) DRY MINERAL MATTER FREE (DMMF)

77

AIR DRIED BASIS

Semua parameter yang ditentukan dari sample batubara yang sudah di air dried dinyatakan dalam basis ADB Air dried basis disebut juga as analysed atau as determined.

78

AS RECEIVED BASIS

As Received Basis adalah basis yang menyatakan parameter kualitas batubara pada saat diterima. As Received Basis didasarkan pada kualitas batubara dengan kandungan Total Moisture. (100-TM) P(ar) = P(adb) x -----------(100-Mad) P(ar) = Parameter (as received basis) P(adb) = Parameter (air dried basis) TM = Total Moisture Mad = Moisture (adb)79

CONTOH KALKULASI (as Received Basis)Ash (ar) = Ash(adb) x (100-TM)/(100-IM) TM IM Ash VM FC TS CV : 25.5 % ar : 16.4 % adb : 4.7 % adb : 39.4 % adb : 39.5 % adb : 0.95 % adb : 5600 kcal/kg adb CV (ar) = CV(adb) x (100-TM)/(100-IM) CV (ar) = 5600 x (100-25.5)/(100-16.4) = 4990 kcal/kg Ash (ar) = 4.7 x (100-25.5)/(100-16.4) = 4.19 %

80

DRY BASIS

Dry Basis adalah basis dimana suatu parameter kualitas dikondisikan seolah-olah tidak mengandung moisture (kering) (100) P(db) = P(adb) x -----------(100-Mad) P(db) = Parameter (dry basis) P(adb) = Parameter (air dried basis) Mad = Moisture (adb)81

CONTOH KALKULASI (dry Basis)TM IM Ash VM FC TS CV : 25.5 % ar : 16.4 % adb : 4.7 % adb : 39.4 % adb : 39.5 % adb : 0.95 % adb : 5600 kcal/kg adb CV (db) = CV(adb) x 100/(100-IM) CV (db) = 5600 x 100/(100-16.4) = 6699 kcal/kg Ash (db) = Ash(adb) x 100/(100-IM) Ash (db) = 4.7 x 100/(100-16.4) = 5.62 %

82

DRY ASH FREE

Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas batubara yang dikondisikan seolah-olah batubara tersebut tidak mengandung moisture dan ash. P(daf) = P(adb) x 100/(100-Mad-Ash) P(daf) P(adb) Mad Ash = Parameter (dry ash free basis) = Parameter (air dried basis) = Moisture (adb) = Ash(adb)83

CONTOH KALKULASI (dry ash free basis)TM IM Ash VM FC TS CV : 25.5 % ar : 16.4 % adb : 4.7 % adb : 39.4 % adb : 39.5 % adb : 0.95 % adb : 5600 kcal/kg adb CV (daf) = CV(adb) x 100/(100-IM) CV (daf) = 5600 x 100/(100-16.4-4.7) = 7098 kcal/kg VM (daf)= VM(adb) x 100/(100-IM-Ash) VM (daf) = 39.4 x 100/(100-16.4-4.7) = 49.94 %

84

DRY MINERAL MATTER FREE

Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas batubara yang dikondisikan seolah-olah batubara tersebut tidak mengandung moisture dan mineral matter MM = 1.08 A + 0.55S P(dmmf) = P(adb) x 100/(100-Mad-1.08A-0.55S) P(dmmf) P(adb) Mad A S = Parameter (dry mineral matter free) = Parameter (air dried basis) = Moisture (adb) = Ash(adb) = Sulfur (adb)

85

CONTOH KALKULASI (dry mineral matter free)TM IM Ash VM FC TS CV : 25.5 % ar : 16.4 % adb : 4.7 % adb : 39.4 % adb : 39.5 % adb : 0.95 % adb : 5600 kcal/kg adbCV (dmmf)= 5600 x 100/(100-16.4-1.08x4.7-0.55x0.95) = 7179 kcal/kg CV (dmmf ) = CV(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) VM (dmmf ) = VM(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) VM (dmmf) = 39.4 x 100/(100-1.08x4.7-0.55x0.95) = 50.51 %

86

KONVERSI BASISDesire result Given results As analyzed (air dry) ad 100- Mar 100- Mad 100 100- Mad 100 100- Mad A ad 100 100- MadMmad As analyzed (air dry) ad As received (as sampled) AR Dry basis (DB) Dry, ash, free (DAF) Dry mineral matter free (Dmmf)

As received (as sampled) AR

100- Mad 100- Mar

-

100 100- Mar

100 100- Mar A ar

100 100- MarMmar

Dry basis (DB) Dry, ash, free (DAF)

100 - Mad 100 100-Mad-Aad 100

100-Mar 100 100-Mar-Aar 100

-

100 100- Adb

100 100 Mmdb 100-Adb 100-Mmdb

100-Adb 100

-

Dry mineral matter free (Dmmf)

100-Mad-Mmad 100

100-Mar-Mmar 100

100-Mmdb 100

100-Mmdb 100-Adb

-

87

88

KUALITAS BATUBARA

Documents

Transcript of KUALITAS BATUBARA