SIDANG TUGAS AKHIR Program Studi D3 Teknik...

LOGO

SIDANG TUGAS AKHIRProgram Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi IndustiITS - Surabaya

Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering

Oleh :

Palupi Nisa 2310 030 014Hikmatul Auliyah 2310 030 016

Dosen Pembimbing :Ir. Dr. Lily Pudjiastuti, MT

SIDANG - TA “Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering “ D3 Teknik Kimia FTI-ITS

Fly AshPLTU

Pertumbuhan Penduduk


Pembangunan

Bahan baku semen berupa batu kapur dan Tanah Liat.Batu kapur didapatkan dari pegunungan kapur yang ada diIndonesia. Cadangan kapur di Jawa Barat menurut DinasPertambangan dan Energi adalah sebesar 1.223.400.323 m3

yang tersebar di beberapa daerah Kabupaten di Jawa Barat,seperti Kabupaten Bandung, kabupaten Majalengka,Kabupaten Cirebon, dll. sedangkan Tanah Liat didapatkandari lahan tanah liat di sekitar daerah padalarang.


Kecamatan Padalarang, Bandung Jawa-Barat



BAHAN BAKU TRANSPORTASI

TENAGA KERJA PENYEDIAAN UTILITAS

Gambar I.2. Proyeksi Pertumbuhan Semen Tahun 2010 - 2020

y = -213.044,90x + 432.420.162,90

y = -14.600,80x + 30.416.171,20

0

1.000.000

2.000.000

3.000.000

4.000.000

5.000.000

6.000.000

7.000.000

2004,5 2005 2005,5 2006 2006,5 2007 2007,5 2008 2008,5 2009 2009,5

Jum

lah

(ton)

Tahun

Data Ekspor

Data Impor

Gambar I.3. Perkembangan Ekspor dan Impor

Semen Nasional

Kebutuhan Pasar= (Ekspor + Konsumsi) - (Impor + Produksi)= (2.495.555 + 61.000.000) – (951.757+61.500.000)= 1.043.798 ton/tahunKapasitas Produksi= 20% x kebutuhan pasar = 20% x 1.043.798 ton/tahun = 208.760 ton/tahun ≈ 210.000 ton /tahun

Dari perhitungan diatas, maka pada tahun 2018 akan didirikan pabrik Semen dengan kapasitas sebesar 210.000 ton/tahun


Bahan Utama

Batu KapurTanah Liat

BAHAN PENYUSUN

Bahan tambahan

Fly ashGypsum

Bahan koreksi

Pasir besiPasir silika

MACAM PROSESProses Kering Proses Basah

Perbedaan Kedua Prosesterletak pada

Proses penggilingan dan homogenisasi.


Seleksi ProsesKriteria

Pertimbangan Proses Basah Proses Kering

Kandungan air pada raw

material

Banyak

( campuran berupa

slurry )

Sedikit

( campuran berupa padatan

dengan ukuran 170 mesh )

Pasokan air di Pabrik Banyak Sedikit

Biaya bahan bakarBanyak

(rotary kiln ±500ft)

Sedikit

(rotary kiln ±150ft)

Power Supply Banyak Sedikit

Banyaknya debu yang

diakibatkanSedikit Banyak

Keseragaman campuran

untuk umpan kilnBaik Kurang baik


Tanah Liat

F-111

J-112

Batu Kapur

C-110

J-113 A

J-114 AF-121 A

F-121 B

C-120

J-122

C-130

J-123

J-124

Lime stone clay

mix

J-131 B

J-132

J-133

J-131 A

J-125

Pasir Silika

1

1

30

2

1

30

4

1

30

3

1

30

5

1

307

1

30

9

1

11

6

1

30

8

1

30

10

1

30

11

1

30

13

1

30

30

J-133

J-131 C

F-135 D F-135 A

J-211 BJ-211 A

J-212 A

TCFCTCFC

Pasir Silika

F-135 B

TCFC

Pasir Besi

Batu Kapur High grade

1

F-135 C

TCFC

12

1

30

13

1

30

14

30

15

1

30

16

1

18

C-210

J-213 B

J-212 B

J-212 C

J-212 D

B-214

G-215

H-216

H-217

X-218

J-221

J-212 EUdara panas dari

Q-313

17

1

3020

1

160

22

1

24

1

19

1

160

18

1

30

21

1

150

23

1

25

1

160

31

1

349

J-222

M-220

G-223

F-312

X-224

26

1

25

27

1

160

TCLC

TCFC

Pulvurized coal

J-311

Q-310

Q-314

G-316 A

G-316 B

G-316 C

G-316 D

G-316 E

J-315

Udara panas ke

C-210

Pulvurized Coal

Q-313

28

1

160

30

1

349

H-317

Udara excess

Gas buang kiln

Udara excess

29

1

900

31

33

1

900

1

30

TCFC

TCTC

32

Pulvurized coal

39

1

1300

34

1

1450

35

1

30

41

1

90

37

1

37

38

1

1400

40

1

30

TCTC

TCFC

Udara excess

36

J-411 A

J-412 A

F-413

C-415

F-412 B

J-411 B

F-416 F-418

J-412 CJ-419 A

J-419 B

C-417

C-410

Semen

gypsum

46

1

30

J-411 C

TCFCTCFC

Fly Ash

F-420

47

1

30

41

1

90

40

1

30

44

1

30

45

1

30

46

1

30

48

1

30

50

1

30

TCFCTCFC

49

1

30

51

1

30

42

1

30

43

1

30

Semen

Yield = 0,5827Sehingga untuk memproduksi semen 640.000 kg/hari, maka

dibutuhkan bahan baku sebesar 1.098.416,24 kg/hari.

Contoh Perhitungan Neraca Massa

Cooler A41A34

Debu terak

Komponen

Input Output

A34 (kg/hari)Debu Terak

(kg/hari)A41 (kg/hari)

MgO 3.894,25 - 3.699,54

SO3 83,04 - 78,89K2O 15,82 - 15,03Na2O 35,59 - 33,81

C3S 328.950,50 - 312.502,97

C2S 139.358,15 - 132.390,25

C3Al 47.881,77 - 45.487,69

C4AF 75.961,60 - 72.163,52

Debu terak - 29.809,04 -

Total29.809,04 566.371,68

596.180,72 596.180,72

Nama AlatInput Output

(kg/hari) (kg/hari)Clay Cutter (C-110) 52.723,98 52.723,98

Crusher (C-120) 1.000.657,19 1.000.657,19Belt Conveyor (J-140) 1.098.416,24 1.098.416,24

Roller Mill (C-210) 1.208.457,83 1.208.457,83Blending Silo (M-220) 1.000.378 1.000.378

Preheater (Q-313) 1.000.378,12 1.000.378,12Rotary Kiln (Q-310) 735.899,15 735.899,15

Cooler (Q-314) 596.180,72 596.180,72Ball Mill (C-420) 640.000,00 640.000,00

Tabel neraca massa overall

Contoh Perhitungan Neraca Panas

Q A37

T = 32 °C

Clinker CoolerH A34

T = 1300°C

H A41

T = 79°C

Q A38

T = 507°C °C

Q dust

Q in = Q outQ in = Q A34 + Q A37 + Q dust Q out = Q A41 + Q A38

Komponen Massa Cp ΔT H = m.Cp. ΔT

MgO 3.894,25 0,2237 1275 1.110.894,11

SO3 83,04 0,1529 1275 16.189,04

K2O 15,82 0,1322 1275 2.666,07

Na2O 35,59 0,1320 1275 5.989,58

C3S 328.950,50 0,7326 1275 307.275.630,42

C2S 139.358,15 0,5488 1275 97.526.185,42

C3Al 47.881,77 0,7385 1275 45.089.938,00

C4AF 75.961,60 0,7642 1275 74.017.832,54

Jumlah 525.045.325,17


MgO 3.699,54 0,2237 54 44.697,15

SO3 78,89 0,1529 54 651,37

K2O 15,03 0,1322 54 107,27

Na2O 33,81 0,1320 54 240,99

C3S 312.502,97 0,7326 54 12.363.325,37

C2S 132.390,25 0,5488 54 3.923.994,75

C3Al 45.487,69 0,7385 54 1.814.206,92

C4AF 72.163,52 0,7642 54 2.978.129,26

Jumlah 21.125.353,08

Aliran 37Q A37 (primary air) = m.Cp. ΔT = m 0,2399 (32°C-25°C) = 1,6799 m

Aliran 38 Q A38 (secondary air) = m.Cp. ΔT = m 0,306 (507°C-25°C) = 147,492 m

Aliran 34 Aliran 41


MgO 194,71 0,2237 482 20.998,08

SO3 4,15 0,1529482

306,00

K2O 0,79 0,1322482

50,39

Na2O 1,78 0,1320482

113,21

C3S 16.447,52 0,7326482

5.808.111,92

C2S 6.967,91 0,5488482

1.843.436,13

C3Al 2.394,09 0,7385482

852.288,24

C4AF 3.798,08 0,7642482

1.399.082,17

TOTAL 9.924.386,15

Heat BalanceQ in = H A34 + H A37 + Q dust

= 525.045.325,17 + 1,6799 m + 9.924.386,15

= 534.969.711,32 + 1,6799 mQ out = Q A41 + Q A38

= 21.125.353,08 + 147,492 m

Q in = Q out534.969.711,32 + 1,6799 m = 21.125.353,08 + 147,492 m

m = 3.524.018,4 kg

Maka Q A38 = m.Cp. ΔT = 3.524.018,4. 0,306 (507°C-25°C) = 519.764.520,59 kcal

Maka Q A37 = m.Cp. ΔT = 3.524.018,4 0,2399 (32°C-25°C) = 5.920.162 kcal

Q dust

Komponen Panas masuk (kcal)

Panas keluar (kcal)

H A34 (feed) 525.045.325,17H A41 (produk) 21.125.353,08

Q A37 (fan) 5.920.162Q A38 (gas buang cooler) 519.764.520,59

Q dust 9.924.386,15Jumlah 540.889.873,32 540.889.873,32

Neraca panas pada cooler (C-420)

Nama AlatPanas masuk Panas Keluar

(kcal) (kcal)

Roller Mill (C-210) 378.552.021,59 378.552.021,59

Preheater (Q-313) 880.800.748,65 880.800.748,65

Rotary Kiln (Q-310) 1.476.024.868,10 1.476.024.868,10

Cooler (Q-314) 540.889.873,32 540.889.873,32

Tabel neraca panas overall

Clinker CoolerNama Alat = Clinker coolerFungsi = Menurunkan suhu clinker yang keluar dari rotary kiln.Bentuk = Ruangan berbentuk balok yang didalamnya terdapat belt conveyor.Kapasitas = 24,841 ton/jamlebar = 1,5 mpanjang = 60 mtinggi = 2 mjumlah fan = 7 buah flowrate fan = 18500 m3/jam

Belt ConveyorNama Alat = Belt conveyorFungsi = Memindahkan clinker dari rotary kiln hingga keluar dari clinker cooler setelah mengalami proses heat transfer.Kapasitas = 24,841 ton/jamLebar = 0,4064 mPanjang = 50 mKecepatan = 56,457 ft/minDaya motor = 1 hp

CycloneNama Alat = CycloneFungsi = Memisahkan debu-debu (clinker) dari gas yang keluar dari clinkeer coolerRate massa debu terak = 29809,04 kg/hari = 1242,043 kg/jamLuas inlet = 71,4718 ft2Diameter = 23,9118 ftTinggi cyclone = 95,6472 ftPipa pengeluaran debu = 5,9779ftJumlah = 1 buah

Sistem utilitas pada pabrik semen ini meliputi :1. Penyediaan Air

2. Penyediaan Tenaga Listrik

3. Penyediaan Udara Tekan

4. Penyediaan Bahan bakar


KecamatanPadalarang, Bandung

Jawa-Barat

Waduk Saguling

No Kebutuhan Lt/jam

1

2

3

4

5

Karyawan

Laboratorium (50 % kebutuhan

karyawan)

Kebersihan (40 % kebutuhan

karyawan)

Taman (10 % kebutuhan karyawan)

Cadangan (40 % kebutuhan

karyawan)

13.500

6.750

5.400

1.350

5.400

Total 32.400

KEBUTUHAN

BATU BARA198.155 kg/hari

Unit Helmet KacaMata

Ear plug Masker Catlepack Sarung

TanganSafetyshoes

Crusher √ √ √ √ √ √ √

Raw Mill√ √ √ √ √ √

Rotary Kiln √ √ √ √ √ √ √

Cooler√ √ √ √ √

Ball Mill√ √ √ √ √

Sistem Control yang Dipakaidalam PabrikSemen

No. Nama Alat Kode Alat Instrumentasi

1. Bin mix F-142 Flow Controller (FC)2. Bin pasir silika F-143 Flow Controller (FC)3. Bin batu kapur

high gradeF-144 Flow Controller (FC)

4. Bin pasir besi F-145 Flow Controller (FC)5. Roller Mill C-210 Temperature Controller

(TC)6. Blending silo M-220 Flow Controller (FC)

Level Controller (LC)

7. Preheater Q-313 Temperature Controller (TC)

8. Kiln Q-310 Temperature Controller (TC)

Flow Controller (FC)8. Clinker cooler Q-314 Temperature Controller

(TC)9. Clinker storage F-413 Level Indicator (LI)

10. Bin clinker F-424 Flow Controller (FC)11. Bin fly ash F-425 Flow Controller (FC)12. Bin gypsum F-422 Flow Controller (FC)

Limbah pada industri semen

Limbah gas dan debu (partikulat)

penanganan limbah padat dan debu denganmenggunakan cyclone, dust collector dan bag filter

Limbah B3

Limbah yang tergolong B3 yang umumnya berbentuk pelumas bekas.

Pelumas bekas dikelola kembali untuk pelumasan peralatan pabrik ataupun sebagai alternatif bahan bakar


Produk : Semen Kapasitas produksi:210.000 ton/tahun

640.000 kg/hariOperasi : Kontinyu

330 hari/tahun24 jam/hari

Bahan baku dan tambahan

Batu kapur : 1.000.657,19 kg/hariTanah liat : 52.733,98 kg/hariPasir silika : 21.968,32 kg/hariPasir besi : 23.066,74 kg/hariFly ash : 16.991,15 kg/hariGypsum : 56.637,17 kg/hari

UtilitasAir sanitasi : 32.400 liter/jam

SEKIAN

Seminar - TA “Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering “ D3 Teknik Kimia FTI-ITS

SIDANG TUGAS AKHIR Program Studi D3 Teknik...

Documents

Transcript of SIDANG TUGAS AKHIR Program Studi D3 Teknik...