PEMBAKARAN BATUBARA UNTUK PLTU DAN PEMANFAATAN BATUBARA DALAM INDUSTRI SEMEN Disusun oleh : Robby Maulana 0609 4041 1344 Seren Novita H0609 4041 1346 Dosen Pembimbing : Ir. Irawan Rusnadi, M.T TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI D IV TEKNIK ENERGI POLITEKNIK NEGERI SRIWI1AYA 2011/2012 PEMBAKARAN BATUBARA UNTUK PLTU DAN PEMANFAATAN BATUBARA DALAM INDUSTRI SEMEN PULVERIZED COAL COMBUSTION PENGERTIAN PULVERIZED COAL COMBUSTION Padapembakaranpulverizedcoal,partikel-partikelbatubaraharus cukuphalusagarbisadimasukkanolehudarapembakaran.Ukuranbatubara untukpembakaranbahanbakarpulverizedadalah-200mesh(-74m), denganjumlahpartikelbatubaraberukuran-200meshsemakinbanyakdari 65-70 untuk lignit dan sub-bituminus yang mudah terbakar sampai 80-85 untukbatubarabituminus.Untukmenjaganyalaapiyangstabilmencegah berbaliknyaburner,batubaraharusdiinjeksikankedalamtanurpada kecepatan yang tinggi, sekitar 15m/detik. Secarapraktis,batubaradiumpankanbersamasebagianudara pembakaran.Udarayangdimasukkandibagidua,yaituudaraprimerdan udarasekunder.Udaraprimerdimasukkanbersama-samadenganbatubara sementaraudarasekunderdimasukkansecaraterpisahdariudaraprimer melewatiduapipakonsentrikkedalamboileratautanur.Padaumumnya udaraprimerbersamabatubaradimasukkanlewatpipaditengah,sementara usara sekunder dimasukkan lewat anulus. Dibandingkandenganjenispembakaranyanglain,metoda pembakaranpulverizedcoalhampirtidaktergantungpadakarakteristik batubara. Tentu saja ada beberapa instalasi yang terbatas pada beberapa jenis batubara tertentu, tetapi secara umumhampir semua batubara bisa digunakan dalam sistem pulverized coal dengan desain sistem yang tepat. Berdasarkan abu yang dikeluarkan apakah dalam keadaan kering atau bentukleburan(molten)olehtanurpembakarannya,makaunitproses pembakaranpulverizedcoalinidibagimenjadiduajenis.Tanurdenganabu yangdikeluarkankering(drybottomIiring)dantanurdenganabuyang dikeluarkan dalam bentuk leburan (wet bottom Iiring atau slag tap). UNIT PROSES PEMBAKARAN PULVERIZED COAL COMBUSTION 1. Dry Bottom Firing OperasiunitabukeringlebihsederhanadanIlexibelterhadap perubahanjumlahdansiIat-siIatbatubaradibandingkandenganunitwet bottomIiring.KerugianutamaunitdrybottomIiringiniadalahkarena ukurannyalebihbesar(sehinggalebihmahal)dansekitar80-90abuharus dikeluarkandariboilerdanpresipitatorhopperdalambentukdebuyang sangathalus.Sisteminihanyamengahasilkanpanaspalingtinggi150.000 Btu/jam It3. 2. Wet Bottom Firing Unitinidikembangkanuntukmengatasimasalahpenanganandebu dengancaramembuatabulebihberat,berbentukgranulardantinggaldalam tanur lebih banyak dibandingkan dalam unit abu kering. Dalam unit ini aliran leburanabuyangmengalirdaritanurdisemprotdenganairdinginsehingga terbentukprodukdenganukuranyangdiinginkan.Sekitar80abubisa tinggal dalam tanur untuk beberapa unit desain tertentu. DibandingkandengandrybottomIiring,unitinimempunyai kerugian-kerugiansepertidiantaranyakurangIlexibeldalampemilihan batubara, lebih banyak terjadi Iouling dan korosi eksternal, pembentukan NO-Xyanglebihtinggidanuapyangdiperolehjugalebihsedikit.Sistemini hanya mengahasilkan panas paling tinggi 400.000 Btu/jam It3. 3. Slurry Firing Pembakarandalambentukslurrybertujuanagarbahanbakarlebih mudahditransportasikan,disimpandandigunakandibandingkandalam bentuk padat. PEMBAKARAN BATUBARA UNTUK PLTU PembangkitListrikTenagaUapBatubara adalahsalahsatujenisinstalasi pembangkittenagalistrikdimanatenagalistrikdidapatdarimesinturbin yang diputar oleh uap yang dihasilkan melalui pembakaran batubara. Siklus di PLTU dapat dibedakan menjadi 1. Siklus Udara, sebagai campuran bahan bakar 2. Siklus Air, sebagai media untuk menghasilkan uap air (steam) 3. Siklus Batubara, sebagai bahan bakar PLTUbatubaraadalahsumberutamadari listrik duniasaatini.Sekitar60 listrikduniabergantungpada batubara,halinidikarenakanPLTUbatubarabisa menyediakanlistrikdenganhargayangmurah.KelemahanutamadariPLTU batubaraadalahpencemaran emisikarbonnya sangattinggi,palingtinggidibanding bahan bakar lain. Pendahuluan KlasiIikasikualitasbatubara secaraumumterbagi 2,yaitupembagiansecara ilmiahdalamhaliniberdasarkantingkatpembatubaraaan,danpembagian berdasarkan tujuan penggunaannya. Berdasarkan urutan pembatubaraannya, batubara terbagimenjadibatubaramuda(browncoalatau lignite),subbituminus,bituminus, danantrasit.Sedangkanberdasarkantujuanpenggunaannya,batubaraterbagi menjadibatubarauap(steamcoal),batubarakokas(cokingcoal atau metallurgical coal), dan antrasit. Batubarauapmerupakanbatubarayangskalapenggunaannyapalingluas. Berdasarkanmetodenya,pemanIataanbatubarauapterdiridaripemanIaatansecara langsungyaitubatubarayangtelahmemenuhispesiIikasitertentulangsung digunakansetelahmelaluiprosesperemukan(crushing/milling) terlebihdulu seperti pada PLTU batubara, kemudian pemanIaatan dengan memproses terlebih dulu untuk memudahkan penanganan (handling) seperti CWM (Coal Water Slurry), COM (Coal ilMixture),danCCS(CoalCartridgeSystem),danselanjutnyapemanIataan melalui proses konversi seperti gasiIikasi dan pencairan batubara Pada PLTU batubara, bahan bakar yang digunakan adalahbatubara uap yang terdiridarikelassubbituminusdanbituminus.Lignitjugamulaimendapattempat sebagaibahanbakarpadaPLTUbelakanganini,seiringdenganperkembangan teknologi pembangkitan yang mampu mengakomodasi batubara berkualitas rendah. Gambar 1. Skema pembangkitan listrik pada PLTU batubara (Sumber: The Coal Resource, 2004) PadaPLTU,batubaradibakardi boiler menghasilkanpanasyangdigunakan untuk mengubah air dalam pipa yang dilewatkan di boiler tersebut menjadi uap, yang selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin dan memutar generator. Gambar 2. Skema pembangkitan listrik pada PLTU batubara CoalSupply(pengumpanbatubara).Batubaradaritambangdikirimke'coal hoperdandihaluskansampaiukuran5cm.Setelahitudikirimkepembangkit melalui konveyor ke pulverizer. Pulverizer (Alat penghancur). Batu bara dihaluskan lagi sampaimenjadi bubuk dan di campur dengan udara kemudian ditiupkan ke tungku pembakaran. Boiler.Batubarayangdibakardiruangpembakarandigunakanuntukmemanaskan air didalam boliler sampai menjadi uap. Uap ini yang digunakan untuk memutar rotor dan membangkitkan energi listrik Precipitator,stack(alatpenangkapdebu).Pembakaranbatubaraakan menghasilkankarbondioksida(CO2),sulpurdioksida(SO2)danNitrogenoksida. GasgasinikeluardariboilermelaluiPrecipitatordanstack.Precipitatormampu 99.4 debu sebelumgas dibuang ke udara. Sedangkan sisa pembakaranyang lebih berat akan mengendap ke bawah boiler dan dibuang lagoon. Turbin dan Generator. Uap bertekanan tinggi dari boiler digunakan untuk memutar bilah turbinyangdihubungkandengangeneratordenganbantuanporos. Porosyang berputar ini akan menghasilkan energi listrik di dalam generator. Condensers (kondensor). Uap panas yang keluar dari turbin dialirkan ke kondensor. Dikondensoruapdidinginkansehinggaterkondensasimenjadiair,airinidi pompakan lagi ke boiler untuk dipanaskan dan proses ini terus berulang (resirkulasi). Water treatment plant. Untukmengurangi korosi pada pipapipa boiler, air yang digunakanuntukboilerharusdibersihkan.Airyangmengandunglumpurakan dibuang keluar dari sistem. Substation,transformer,transmissionlines.Energilistrikyangdihasilkanoleh generatorharusdinaikanvoltasenyamelauitransIormer(travostepup)sebelumdi kirimmelaluijalurtransmisi(transmisiline).Tujuanuntukmenaikanvoltaseini untuk mengurangi energi yang terbuang selaa proses pengiriman. KinerjapembangkitanlistrikpadaPLTUsangatditentukanoleheIisiensi panaspadaprosespembakaranbatubaratersebut,karenaselainberpengaruhpada eIisiensi pembangkitan, juga dapat menurunkan biaya pembangkitan. Kemudian dari segilingkungan,diketahuibahwajumlahemisiCO2 persatuankaloridaribatubara adalahyangterbanyakbiladibandingkandenganbahanbakarIosillainnya,dengan perbandinganuntukbatubara,minyak,dangasadalah5:4:3.Sehinggaberdasarkan ujicobayangmendapatkanhasilbahwakenaikaneIisiensipanassebesar1akan dapatmenurunkanemisiCO2 sebesar2,5,makaeIisiensipanasyangmeningkat akandapatmengurangibebanlingkungansecarasigniIikanakibatpembakaran batubara. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa teknologi pembakaran (combustion technology)merupakantemautamapadaupayapeningkataneIisiensipemanIaatan batubara secara langsung sekaligus upaya antisipasi isu lingkungan ke depannya. KRITERIA DESAIN FASILITAS PEMBANGKIT LISTRIK UntukmembangunIasilitaspembangkitlistrikdenganbahanbakar batubara,makahalterpentingyangharusdiperhatikandalammendesain IasilitastersebutadalahsiIat-siIatdangambaranbatubara(ditunjukkanoleh parameterkualitasnya)yangdigunakan.Pemilihanteknologipembakaran yangtepatdidasarkanpadasiIat-siIatbatubarayangdigunakanmerupakan sesuatuyangpentinguntukmendapatkanpembakaranyangeIisiendan teknologi yang ramah lingkungan. Boiler yang didesain untuk batubara peringkat rendah seperti batubara lignitdansub-bituminus,tidakmembutuhkanteknologiyangkhususdan dapatditanganidenganmengkombinasikanteknologi-teknologiyangada. Meskipundemikian,ukuranboilermau tidakmau lebihbesar sebagai akibat dari adanya masalah slagging dan nilai kalor yang lebih rendah. SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK KELAS MENENGAH DAN KECIL Disampingboilerpembakarnbatubarapulverized,boilerjenis Iluidized bed juga digunakan untuk sistem pembangkit listrik kelas menengah dankecil.BoilerjenisIluidized-beddapatdigunakandenganrentangjenis batubara lebih besar dibandingkan dengan sistem boiler pembakaran batubara pulverizedskalabesar.Berbagaijenispembakaransepertibubling, sirkulasi, danpressurizedtelahdansedangdikembangkanpadametodapembakaran Iluidized-bed. Operasi boiler Iluidized-bed tipe bubling (ekivalen dengan 350 MW) telahdigunakanpadabeberapapembangkitlistrik.Kapasitasboilerini dapat digunakan untuk sistem yang ekivalen dengan skala kelas menengah. BOILER PEMBAKARAN BATUBARA Kebanyakanboilerstasiunpembangkittenagayangberbahanbakar batubaramenggunakanbatubarahalus,danbanyakboilerpipa airdi industri yanglebihbesarjugamenggunakanbatubarayanghalus.Teknologiini berkembangdenganbaikdandiseluruhduniaterdapatribuanunitdanlebih dari 90 persen kapasitas pembakaran batubara merupakan jenis ini.Untukbatubarajenisbituminous,batubaradigilingsampaimenjadi bubuk halus, yang berukuran 300 micrometer (m) kurang dari 2 persen dan yangberukurandibawah75micronssebesar70-75persen.Harus diperhatikanbahwabubukyangterlaluhalusakanmemboroskanenergi penggilingan.Sebaliknya,bubukyangterlalukasartidakakanterbakar sempurnapadaruangpembakarandanmenyebabkankerugianyanglebih besar karena bahan yang tidak terbakar. Batubara bubuk dihembuskan dengan sebagianudarapembakaranmasukmenujuplantboilermelaluiserangkaian noselburner.Udarasekunderdantersierdapatjugaditambahkan. Pembakaranberlangsungpadasuhudari1300-1700C,tergantungpada kualitasbatubara.Waktutinggalpartikeldalamboilerbiasanya2hingga5 detik,danpartikelharuscukupkeciluntukpembakaranyangsempurna. Sisteminimemilikibanyakkeuntungansepertikemampuanmembakar berbagaikualitasbatubara,responyangcepatterhadapperubahanbeban muatan,penggunaansuhuudarapemanasawalyangtinggidll.Salahsatu sistemyangpalingpopuleruntukpembakaranbatubarahalusadalah pembakarantangensialdenganmenggunakanempatbuahburnerdari keempat sudut untuk menciptakan bola api pada pusat tungku. PadadasarnyametodepembakaranpadaPLTUterbagi3,yaitu pembakaranlapisantetap(1ixedbedcombustion),pembakaranbatubara serbuk(pulveri:edcoalcombustion/PCC),danpembakaranlapisan mengambang(1luidi:edbedcombustion/FBC).Gambar3dibawahini menampilkanjenisjenisboileryangdigunakanuntukmasingmasing metode pembakaran. Gambar 3. Tipikal boiler berdasarkan metode pembakaran (Sumber: Idemitsu Kosan Co., Ltd) Pembakaran Lapisan Tetap Metodelapisantetapmenggunakan stokerboiler untukproses pembakarannya.Sebagaibahanbakarnyaadalahbatubaradengankadarabuyang tidakterlalurendahdanberukuranmaksimumsekitar30mm.Selainitu,karena adanyapembatasansebaranukuranbutiranbatubarayangdigunakan,makaperlu dilakukanpenguranganjumlah 1inecoal yangikuttercampurkedalambatubara tersebut.Alasantidakdigunakannyabatubaradengankadar abu yang terlalu rendah adalahkarenapadametodepembakaranini,batubaradibakardiataslapisanabu tebalyangterbentukdiataskisiapi(traveling1iregrate)pada stokerboiler.Bila kadarabunyasangatsedikit,lapisanabutidakakanterbentukdiataskisitersebut sehinggapembakaranakanlangsungterjadipadakisi,yangdapatmenyebabkan kerusakan yang parah pada bagian tersebut. Oleh karena itu, kadar abu batubara yang disukai untuk tipe boiler ini adalah sekitar 1015. Adapun tebal minimum lapisan abu yang diperlukan untuk pembakaran adalah 5cm. Gambar 4. Stoker Boiler (Sumber: Idemitsu Kosan Co., Ltd) Padapembakarandengan stoker ini,abuhasilpembakaranberupa 1ly ash jumlahnya sedikit, hanya sekitar 30 dari keseluruhan. Kemudian dengan upaya sepertipembakaranNOxduatingkat,kadarNOxdapatditurunkanhinggasekitar 250300ppm.SedangkanuntukmenurunkanSOx,masihdiperlukantambahan Iasilitas berupa alat desulIurisasi gas buang. Pembakaran Batubara Serbuk (Pulverized Coal Combustion/PCC) Saatini,kebanyakanPLTUterutamayangberkapasitasbesarmasih menggunakanmetode PCC pada pembakaran bahan bakarnya. Hal ini karena sistem PCCmerupakanteknologiyangsudahterbuktidanmemilikitingkatkehandalan yangtinggi.UpayaperbaikankinerjaPLTUiniterutamadilakukandengan meningkatkan suhu dan tekanan dari uap yang dihasilkan selama proses pembakaran. Perkembangannyadimulaidari subcriticalsteam,kemudian supercriticalsteam, serta ultrasupercriticalsteam (USC).SebagaicontohPLTUyangmenggunakan teknologiUSCadalahpembangkitno.1dan2milikJ-PowerditelukTachibana, Jepang,yangboilernyamasingmasingberkapasitas1050MWbuatanBabcock Hitachi.Tekananuapyangdihasilkanadalahsebesar25MPa(254.93kgI/cm2)dan suhunya mencapai 600/610 ( stage reheat cycle). Pada PCC, batubara diremuk dulu dengan menggunakan coal pulveri:er (coal mill)sampaiberukuran200mesh(diameter74m),kemudianbersamasama denganudarapembakarandisemprotkankeboileruntukdibakar.Pembakaran metodeinisensitiIterhadapkualitasbatubarayangdigunakan,terutamasiIat ketergerusan(grindability),siIat slagging,siIat 1auling,dankadarair(moisture content).Batubarayangdisukaiuntuk boiler PCCadalahyangmemilikisiIat ketergerusandenganHGI(HardgroveGrindabilityIndex)diatas40dankadarair kurangdari30,sertarasiobahanbakar(1uelratio)kurangdari2.Pembakaran denganmetodePCCiniakanmenghasilkanabuyangterdiridiridari clinker ash sebanyak 15 dan sisanya berupa 1ly ash. Gambar 5. PCC Boiler (Sumber: Idemitsu Kosan Co., Ltd) Ketika dilakukan pembakaran, senyawa Nitrogen yang ada di dalam batubara akanberoksidasimembentukNOxyangdisebutdengan 1uelNOx,sedangkan Nitrogenpadaudarapembakaranakanmengalamioksidasisuhutinggimembentuk NOx pula yang disebut dengan thermalNOx. Pada total emisi NOx dalam gas buang, kandungan 1uel NOxmencapai8090.UntukmengatasiNOxini,dilakukan tindakandenitrasi(de-NOx)di boiler saatprosespembakaranberlangsung,dengan memanIaatkan siIat reduksi NOx dalam batubara. Gambar 6. Proses denitrasi pada boiler PCC (Sumber: Coal Science Handbook, 2005) Padaprosespembakarantersebut,kecepataninjeksicampuranbatubara serbukdanudarakedalamboilerdikurangisehinggapengapianbahanbakardan pembakaranjugamelambat.Halinidapatmenurunkansuhupembakaran,yang berakibat pada menurunnya kadar thermalNOx. Selainitu,sebagaimanaterlihatpadagambar6diatas,bahanbakartidak semuanyadimasukkankezonapembakaranutama,tapisebagiandimasukkanke bagiandisebelahatas burner utama.NOxyangdihasilkandaripembakarautama selanjutnya dibakarmelalui 2 tingkat. Di zona reduksi yangmerupakan pembakaran tingkatpertamaataudisebutpulapembakaranreduksi(reducingcombustion), kandunganNitrogendalambahanbakarakandiubahmenjadiN2.Selanjutnya, dilakukanpembakarantingkatkeduaataupembakaranoksidasi(oxidi:ing combustion),berupapembakaransempurnadizonapembakaransempurna.Dengan tindakanini,NOxdalamgasbuangdapatditekanhinggamencapai150200ppm. SedangkanuntukdesulIurisasimasihmemerlukanperalatantambahanyaitualat desulIurisasi gas buang. Pembakaran Lapisan Mengambang (Fluidized Bed Combustion/FBC) PadapembakarandenganmetodeFBC,batubaradiremukterlebihduludengan menggunakan crusher sampaiberukuranmaksimum25mm.Tidakseperti pembakaran menggunakan stoker yang menempatkan batubara di atas kisi api selama pembakaranataumetodePCCyangmenyemprotkancampuranbatubaradanudara padasaatpembakaran,butiranbatubaradijagaagardalamposisimengambang, dengancaramelewatkananginberkecepatantertentudaribagianbawah boiler. Keseimbanganantaragayadorongkeatasdariangindangayagravitasiakan menjagabutiranbatubaratetapdalamposisimengambangsehinggamembentuk lapisansepertiIluidayangselalubergerak.Kondisiiniakanmenyebabkan pembakaran bahan bakar yang lebih sempurna karena posisi batubara selalu berubah sehinggasirkulasiudaradapatberjalandenganbaikdanmencukupiuntukproses pembakaran. Karena siIat pembakaranyang demikian,maka persyaratan spesiIikasi bahan bakaryangakandigunakanuntukFBCtidaklahseketatpadametodepembakaran yang lain. Secara umum, tidak ada pembatasan yang khusus untuk kadar zat terbang (volatilematter),rasiobahanbakar(1uelratio)dankadarabu.Bahkansemuajenis batubaratermasukperingkatrendahsekalipundapatdibakardenganbaik menggunakanmetodeFBCini.Hanyasajaketikabatubaraakandimasukkan ke boiler,kadarairyangmenempeldipermukaannya(1reemoisture)diharapkan tidaklebihdari4.Selainkelebihandiatas,nilaitambahdarimetodeFBCadalah alatperemukbatubarayangdipakaitidakterlalurumit,sertaukuran boiler dapat diperkecil dan dibuat kompak. BilasuhupembakaranpadaPCCadalahsekitar14001500,makapada FBC,suhupembakaranberkisarantara850900 sajasehingga kadar thermal NOxyangtimbuldapatditekan.Selainitu,denganmekanisme pembakaran 2 tingkat seperti pada PCC, kadar NOx total dapat lebih dikurangi lagi. Kemudian,bilaalatdesulIurisasimasihdiperlukanuntukpenangananSOxpada metodepembakarantetapdanPCC,makapadaFBC,desulIurisasidapatterjadi bersamaandenganprosespembakarandi boiler.Halinidilakukandengancara mencampurbatukapur(limestone,CaCO3)danbatubarakemudiansecara bersamaandimasukkanke boiler.SOxyangdihasilkanselamaprosespembakaran, akan bereaksi dengan kapur membentuk gipsum (kalsium sulIat). Selain untuk proses desulIurisasi,batukapurjugaberIungsisebagaimediauntuk 1luidi:edbed karena siIatnya yang lunak sehingga pipa pemanas (heat exchanger tube) yang terpasangdi dalam boiler tidak mudah aus. Gambar 7. Tipikal boiler FBC (Sumber: Coal Science Handbook, 2005) Berdasarkanmekanismekerjapembakaran,metodeFBCterbagi2 yaitu Bubbling FBCdan Circulating FBC(CFBC), sepertiditampilkanpadagambar 7diatas.Dapatdikatakanbahwa Bubbling FBCmerupakanprinsipdasarFBC, sedangkan CFBC merupakan pengembangannya. PadaCFBC, terdapat alatlainyang terpasangpada boileryaitu cyclone suhu tinggi.Partikelmedia 1luidi:edbed yangbelumbereaksidanbatubarayangbelum terbakaryangikutterbangbersamaalirangasbuangakandipisahkandi cyclone ini untukkemudiandialirkankembalikeboiler.Melaluiprosessirkulasiini, ketinggian 1luidi:edbed dapatterjaga,prosesdenitrasidapatberlangsunglebih optimal,daneIisiensipembakaranyanglebih tinggidapat tercapai.Olehkarena itu, selainbatubaraberkualitasrendah,materialsepertibiomasa, sludge,plastikbekas, danbanbekasdapatpuladigunakansebagaibahanbakarpadaCFBC.Adapunabu sisa pembakaran hampir semuanya berupa 1ly ash yang mengalir bersama gas buang, danakanditangkaplebihduludenganmenggunakan ElectricPrecipitator sebelum gas buang keluar ke cerobong asap (stack). PEMANFAATAN BATUBARA DALAM INDUSTRI SEMEN BATUBARA DAN SEMEN Semen terbuat dari campuran kalsium karbonat (umumnya dalam bentuk batu gamping), silika, oksida besi dan alumina. Suatu oven suhu tinggi, seringkali menggunakan batu bara sebagai bahan bakar, memanaskan bahan mentah menjadi senyawa parsial pada suhu 1450C, dan mengubah senyawa tersebut secara kimiawi dan Iisika menjadi zat yang disebut batu klinker. Material seperti batu koral abu-abu ini terdiri dari senyawa khusus yang memberikan kandungan pengikat pada semen. Batu klinker dicampur dengan gipsum dan tanah sampai menjadi bubuk halus untuk membuat semen. Batu bara digunakan sebagai sumber energi dalam produksi semen. Energi yang dibutuhkan untuk memproduksi semen sangat besar. Oven biasanya membakar batu bara dalam bentuk bubuk dan membutuhkan batu bara sebanyak 450g untuk menghasilkan semen sebanyak 900g. Batu bara mungkin akan tetap menjadi masukan penting untuk industri semen dunia di tahun-tahun yang mendatang. Fly Ash dan Bottom Ash Flyashdanbottom ashmerupakanlimbahpadatyangdihasilkan daripembakaran batubarapadapembangkit tenagalistrik.Ada tiga typepembakaranbatubara pada industri listrik yaitudry bottomboilers, wet-bottom boilers dan cyclon Iurnace.Apabilabatubaradibakardengantypedrybottomboiler,makakuranglebih80 dariabumeninggalkanpembakaransebagaiIlyashdanmasukdalamcoronggas. Apabilabatubaradibakardenganwet-bottomboilersebanyak50dariabu tertinggaldipembakarandan50lainnyamasukdalamcoronggas.Padacyclon Iurnace, dimana potongan batubara digunakan sebagai bahan bakar, 70-80 dari abu tertahan sebagai boiler slag dan hanya 20-30meninggalkan pembakaran sebagai dry ash pada corong gas. DahuluIlyashdiperolehdariproduksipembakaranbatubarasecarasederhana, dengancorong gasdanmenyebar ke atmosIer. Halini yangmenimbulkanmasalah lingkungan dan kesehatan, karenaIly ash hasil dari tempat pembakaran batubaradibuang sebagai timbunan.Fly ash danbottom ash ini terdapat dalam jumlahyang cukupbesar,sehinggamemerlukanpengelolaanagartidakmenimbulkanmasalah lingkungan, seperti pencemaran udara, atau perairan, dan penurunan kualitasekosistem. FLY ASH Flyashmerupakanmaterialyangmemilikiukuranbutiranyanghalus,berwarna keabu-abuandan diperolehdarihasil pembakaranbatubara (lihatGambar2). Pada intinyaIly ashmengandungunsurkimia antara lainsilika (SiO2), alumina(Al2O3), Ierooksida(Fe2O3)dankalsiumoksida(CaO),jugamengandungunsurtambahan lainyaitumagnesiumoksida(MgO),titaniumoksida(TiO2),alkalin(Na2Odan K2O), sulIur trioksida (SO3), pospor oksida (P2O5) dan carbon. Faktor-IaktoryangmempengaruhisiIatIisik,kimiadanteknisdariIlyashadalah tipebatubara,kemurnianbatubara,tingkatpenghancuran,tipepemanasandan operasi, metoda penyimpanan dan penimbunan.MenurutASTMC618IlyashdibagimenjadiduakelasyaituIlyashkelasFdan kelasC. Perbedaan utamadarikeduaashtersebut adalahbanyaknyacalsium, silika, aluminiumdankadarbesidiashtersebut.WalaupunkelasFdankelasCsangat ketatditandaiuntukdigunakanIlyashyangmemenuhispesiIikasiASTMC618, namunistilahinilebihumumdigunakanberdasarkanasalproduksibatubaraatau kadarCaO.Yangpentingdiketahui,bahwatidaksemuaIlyashdapatmemenuhi persyaratanASTMC618,kecualipadaaplikasiuntukbeton,persyaratantersebut harus dipenuhi.FlyashkelasF:merupakanIlyashyangdiproduksidaripembakaranbatubara anthracite atau bituminous, mempunyai siIat pozzolanic dan untuk mendapatkan siIat cementitiousharusdiberipenambahanquicklime,hydratedlime,atausemen.Fly ash kelas F ini kadar kapurnya rendah (CaO 10).FlyashkelasC:diproduksidaripembakaranbatubaraligniteatausub-bituminous selain mempunyai siIat pozolanic juga mempunyai siIat selI-cementing (kemampuan untukmengerasdanmenambahstrengthapabilabereaksidenganair)dansiIatini timbul tanpa penambahan kapur. Biasanya mengandung kapur (CaO) ~ 20. PROSES PEMBUATAN SEMEN Semenportlandmerupakanikatanhidrolikyangmengerasjikadicampur denganair.Semenportlanddiperolehjikaklinkerportlanddigerussampaihalus dengan gipsum. Klinker portland adalah campuran mineral dengan siIat-siIat hidrolik yang terbuat daripembakaranmaterial calcareous dan argillaceous pada tempereatur klinking. KOMPOSISI KIMIA SEMEN Komposisi utama klinker : O CaO (gamping) O SiO2 (silika/pasir kwarsa) O Al2O3

O Fe2O3 (pasir besi) Disamping itu mengandung komponen minor seperti Mg, Na, K, Ti, Mn, P, dsb. Semenportlandadalahsuatubahankonstruksiyangpalingbanyakdipakai sertamerupakanjenissemenhidrolikyangterpenting.Penggunaannyaantaralain meliputibeton,adukan,plesteran,bahanpenambal,adukanencer(grout)dan sebagainya.Semen portland dipergunakan dalam semua jenis beton struktural seperti tembok,lantai,jembatan,terowongandansebagainya,yangdiperkuatdengan tulangan atau tanpa tulangan. Selanjutnya semen portland itu digunakan dalam segala macamadukansepertiIundasi,telapak,dam,tembokpenahan,perkerasanjalandan sebagainya.Apabilasemenportlanddicampurdenganpasirataukapur,dihasilkan adukanyangdipakaiuntukpasanganbataataubatu,atausebagaibahanplesteran untuk permukaan tembok sebelah luar maupun sebelah dalam. Bilamana semen portland dicampurkan dengan agregat kasar (batu pecah atau kerikil).danagregathalus(pasir)kemudiandibubuhiair,makaterdapatlahbeton. SemenportlanddideIinisikansesuaidenganASTMC150,sebagaisemenhidrolik yang dihasilkan denganmenggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yangpadaumumnyamengandungsatuataulebihbentukkalsiumsulIatsebagai bahantambahanyangdigilingbersamadenganbahanutamanya.Perbandingan-perbandingan bahan utama dari semen portland adalah sebagai berikut: TAHAPAN PROSES PEMBUATAN SEMEN Ada2macamcarapembuatansemen:ProsesBasahProsesinidimulai denganmencampursemuabahanbakudenganair.Setelahitudihancurkan. Kemudianbahanyangsudahdihancukantadidibakarmenggunakanbahan bakarminyak.KarenamembutuhkanbanyakBBM,prosesinisudahjarang dilakukanolehprodusensemenProsesKeringProsesinimemakaiproses penggilingan yang dilanjutkan dengan proses pembakaran. Ada lima tahapan dalam proses ini, seperti proses pengeringan dan penggilingan bahan baku di rotarydryerdanrollermeal,prosespencampuranuntukmendapatkan campuranyanghomogen,prosespembakaranbahanbakuuntuk menghasilkanterak,prosespendinginanterak,danterakhirproses penggilingan clinker dan gypsum. 1. Preparasi Bahan Baku (Raw Materials) 2. Pembentukan Klinker 3. Penggerusan Akhir PEMANFAATAN BATUBARA Banyaknegarasaatinimenggunakanbatubarasebagaisumberbahanbakar alternatiI.Dalam industri semen, batubara tidak saja digunakan sebagai bahan bakar tetapi juga sebagai bahan baku dalam proses pembuatannya. Oleh karena itu kualitas batubarayangtepatdanpenggunaannyasecaratepatdibutuhkandalamindustri semen. 1. Preparasi, Penggerusan, Sistem Pembakaran Preparasibatubaradalamindustrisemenmeliputipenyimpanan,blending, pengeringan, dan penggerusan. Dalamkasus ini dimana laju konsumsi tinggi danbatubarayangdigunakanberasaldari sumber pemasokyangberbed,hal inimerupakansuatukerugiansehinggaharusdilakukanblendingberbagai batubarayangberbedauntukmemperolehbatubarayangsecaraIisikdan kimia relatiI seragam sehingga bisa diperoleh kondisi operasi yang baik pada kiln. 2. Pengaruh dan SiIat-SiIat Batubara pada Pembuatan Semen 3.