Adsense Indonesia

Senin, 23 November 2009

Principle of the Automatic Level or Water Pass, Prinsip dari Automatic Level atau Waterpass

Automatic Level

Sangat penting bahwa garis pandang melalui teleskop adalah persis horisontal. Jika tidak kesalahan akan terjadi. Satu solusi untuk masalah ini adalah tingkat otomatis.

The automatic level memiliki mekanisme Kompensator yang menggunakan kombinasi tetap prisma atau cermin dan prisma yang bergerak tergantung pada pendulum untuk memberikan referensi horizontal. Ketika benar mengatur Kompensator akan memastikan bahwa sinar cahaya melalui pusat tas wanita tepat horizontal.

Desain mekanisme Kompensator bervariasi dengan masing-masing produsen, sehingga diagram di atas dimaksudkan untuk menunjukkan prinsip metode, bukan alat tertentu.

Tidak ditampilkan dalam diagram adalah sebuah mekanisme untuk menghentikan redaman pendulum dari terus ayunan ketika instrumen bergerak. Kualitas mekanisme redaman sangat penting; terlalu sedikit redaman akan memberikan gambar goyah yang mungkin kabur dalam kondisi berangin, tapi terlalu banyak redaman dapat mengakibatkan kesalahan jika pendulum tidak merespon untuk sedikit gerakan dari instrumen.

Yang tas wanita adalah kaca piring dengan bulu halus terukir salib untuk menyediakan referensi ketinggian. Eye piece yang harus disesuaikan untuk membawa tas wanita menjadi fokus yang tajam. Lensa fokus internal kemudian dikendalikan oleh sekrup fokus pada sisi instrumen untuk membawa citra staf untuk fokus pada tas wanita.

Levelling staf.

Dua "E" pola staf yang ditampilkan di sebelah kanan, perhatikan perbedaan kecil dalam menandai dan angka. The "E" pola dirancang untuk memudahkan membaca bagian kecil dari skala jika dilihat melalui teleskop.

Staf hanyalah penguasa besar, tersedia di panjang 3, 4 atau 5 meter dan biasanya terbuat dari aluminium dengan bagian teleskopis.

Bagian telah mengunci tombol untuk memastikan panjang akurat dipertahankan.

Beberapa staf juga memiliki panjang yang diperluas skala dalam mm di bagian belakang.

Pengukuran dalam meter dan cm (10mm blok) yang memungkinkan dapat diperkirakan ketinggian hingga 1 mm. Bolak-warna yang digunakan untuk membedakan setiap meter panjang, yang paling umum adalah hitam dan merah di latar belakang putih.

Graduations utama terjadi pada interval 100 mm dan dilambangkan dengan angka. Minor wisuda berada pada interval 10 mm dan bentuk bujur sangkar atau campur tangan berwarna spasi. Yang lebih rendah 50 mm dari setiap 100 mm blok bergabung dengan sebuah band untuk membentuk pola yang khas E dirancang untuk membuat membaca bagian kecil staf di teleskop lebih mudah.


Staf Contoh bacaan yang ditampilkan di bawah ini:



Fokus tas wanita

Yang tas wanita (atau diafragma) adalah sebuah piring kaca dengan garis-garis halus terukir di atasnya untuk memberikan referensi dan horizontal stadia tanda untuk memperkirakan jarak. Ketika pertama kali melihat melalui teleskop memutar eye piece untuk membawa tas wanita untuk fokus yang jelas.

Setiap pengamat akan perlu untuk memfokuskan tas wanita untuk memungkinkan mata mereka sendiri.

Kegagalan untuk melakukannya akan menyebabkan paralaks, di mana gerakan kecil dari posisi mata akan menyebabkan garis-garis horizontal untuk memberikan staf yang berbeda membaca.

Dengan potongan mata terfokus Anda akan melihat vertikal dan garis horizontal membagi bidang pandang. Garis horizontal tengah menandai bidang horizontal melalui teleskop (ketinggian collimation) dan merupakan referensi bagi semua bacaan tinggi.

Mungkin juga ada dua baris stadia pendek. Stadia digunakan untuk mengukur jarak ke staf dengan mengalikan perbedaan antara kedua stadia pembacaan oleh konstan (biasanya 100).

Fokus pada staf

Sejajarkan teleskop pada staf menggunakan senapan pemandangan di bagian atas instrumen dan lembut memutar teleskop dengan tangan.

Menggunakan sekrup fokus sisi membawa staf ke fokus yang tajam.

Fine penyesuaian dapat dibuat sejajar dengan sekrup garis singgung.

Periksa bahwa waterpas gelembung berada dalam bagian tengah dari skala sebelum membaca staf.


Dalam pandangan ini membaca staf 2,993

Atas stadion = 3,040
Rendah stadion = 2,946
Stadia perbedaan = 0,094
metres Jarak ke staf = 0,094 x 100 = 9,4 meter

Perhatikan bahwa stadia jarak memiliki tingkat akurasi yang rendah, salah satu staf mm kesalahan dalam membaca memberikan kesalahan jarak 0,1 meter


Periksa bahwa staf vertikal.

Sangat penting bahwa pembacaan diambil ketika staf vertikal. Jika staf tidak vertikal pembacaan akan lebih besar dari seharusnya, seperti yang Anda mengukur jarak lereng, dan akan memberikan kesalahan.

Beberapa staf yang dilengkapi dengan waterpas bulat dan menangani untuk membantu orang staf tetap vertikal. Bahkan dengan tingkat semangat sulit untuk mengadakan staf vertikal. Ini meningkatkan kesulitan dalam angin.


membungkuk ke depan
membaca tinggi

Untuk membaca staf ketika vertikal yang surveyor tas wanita menggunakan garis vertikal untuk mengarahkan orang staf untuk memindahkan staf bagian atas kiri atau kanan garis pandang.

Orang staf lalu perlahan-lahan miring bagian atas terhadap staf dan menjauh dari instrumen sehingga akan melewati vertikal. Staf akan muncul untuk bergerak ke atas dan ke bawah dalam bidang teleskop. Membaca terendah dicatat karena ini adalah titik di mana staf vertikal.

Staf vertikal
terendah membaca

Staf bersandar
membaca tinggi











Selengkapnya...

Minggu, 22 November 2009

Gambut

Endapan gambut dataran rendah (low land peat) di Indonesia telah dikenal sangat luas sebarannya sesuai dengan bentangan dataran rendah pantai, tetapi sampai saat ini perkiraan cadangan masih terlalu kasar. Shell (1983) memperkirakan bahwa endapan gambut yang berketabalan lebih dari 1 m yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan energy mencakup dataran rendah lebih dari 17 juta hectare tersebar di Sumatera, Kalimantan dan Irian Jaya. Sejak puluhan tahun terakhir ini timbul gagasan baru untuk membangun daerah terpencil. Hal ini diperkuat oleh laporan Euroconsult (1984) yang antara lain menyatakan bahwa dalam jangka panjang dan tersedianya konsumen, industry pertambangan gambut sebagai bahan pembangkit listrik untuk daerah terpencil di Indonesia akan dapat berkompetisi dengan pembangkit listrik bahan bakar minyak.

1. Komposisi Gambut

Gambut adalah sisa timbunan tumbuhan yang telah mati dan kemudian diuraikan oleh bakteri anaerobic dan aerobic menjadi komponen yang lebih stabil. Selain zat organic yang membentuk gambut terdapat juga zat anorganik dalam jumlah yang kecil. Di lingkungan pengendapannya gambut ini selalu dalam keadaan jenuh air (lebih dari 90%). Zat organic pembentuk gambut sama dengan tumbuhan dalam perbandingan yang berlainan sesuai dengan tingkat bitumen (wak atau resin), humus dan lain-lain. Komposisi zat organic ini tidak stabil tergantung pada proses pembusukan, misalnya cellulose pada tingkat pembusukan dini (H1-H2) sebanyak 15-20%, tetapi pada tingkat pembusukan lanjut (H9-H10) hamper tidak ditemukan.

Sebaliknya humus pada cellulose pada tingkat pembusukan dini terdapat 0-15%, sedangkan pada gambut yang telah mengalami pelapukan yang lebih tinggi (H9-H10) mencapai 50-60%. Unsure-unsur pembentuk gambut sebagian besar terdiri dari karbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N) dan oksigen (O). selain unsure utama terdapat juga unsure lain al, Si, S, P, Ca dll dalam bentuk lain terikat, tingkat pembusukan pada gambut akan menaikan kadar karbon (C) dan menurunkan oksigen (O).

Berdasarkan lingkungan tumbuh dan pengendapannya gambut di Indonesia dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

a. Gambut ombrogenus yang kandungan airnya hanya berasal dari air hujan, gambut jenis ini dibentuk dalam lingkungan pengendapan dimana tumbuhan pembentuk yang semasa hidupnya hanya tumbuh dari air hujan, sehingga kadar abunya adalah asli (inherent) dari tumbuhan itu sendiri.

b. Gambut topogenus yang kandungan airnya berasal dari air permukaan. Jenis gambut ini diendapkan dari sisa tumbuhan yang semasa hidupnya tumbuh dari pengaruh air permukaan tanah, sehingga kadar abunya dipengaruhi oleh elemen yang terbawa oleh air permukaan tersebut.

Daerah gambut topogenus lebih bermanfaat untuk lahan pertanian disbanding dengan daerah gambut ombrogenus karena gambut topogenus mengandung relative lebih banyak nutrisi. Kedua jenis gambut tersebut pada hakikatnya secara megaskropis agak sukar didefinisikan secara pasti karena kompleknya tahapan proses pembusukan.Komposisi gambut menentukan mutu dan kegunaannya yang dipengaruhi oleh beberapa factor seperti kandungan zat prganik, abu, bulk density, kandungan kayu, dll.

Fisher (dalam Supraptohardjo & Driessen, 1967) membuat klasifikasi gambut lebih diarahkan pada kepentingan tanah pertanian, yaitu membagi gambut berdasarkan tingkat kesuburan tanah sebagai berikut :
a. Eutropik (subur)
b. Mesotropik (sedang)
c. Oligotropik (miskin)

Selanjutnya dikemukakan pula bahwa tanah gambut di Indonesia bergam dari subur sampai miskin. Klasifikasi yang lebih akhir menekankan pada tingkat kematangannya atau tingkat dekomposisinya (dalam Supraptohardjo & Driessen, 1967) yaitu :
a. Saprik (terombak lebih dari 66%)
b. Hemik (terombak 33-66%)
c. Fibrik (terombak kurang dari 33%)

Ada pula klasifikasi gambut dengan tidak melihat dekomposisinya tetapi berdasarkan bahan induk yang membentuknya (Backman dkk, 1969, dalam Endang Suarka 1988) yaitu :
a. Gambut endapan, merupakan campuran leli air, herba empang, plangton, dll
b. Gambut berserat teridiri atas berbagai macam rumput, lumut, sphagnum, dll
c. Gambut kayuan terdiri dari pohonan dan konifera

Selain pembagian tersebut diatas gambut digolongkan pula sebagai :
a. Gambut topogen yaitu gambut eutropik atau mesotropik
b. Gambut ombrogen yaitu gambut oligotropik

2. Gambut Sebagai Bahan Bakar

Beberapa alas an yang mendukung pemanfaatan gambut untuk bahan bakar di Indonesia antara lain :
a. Gambut tersedia dalam jumlah cadangan yang cukup besar pada areal yang cukup luas
b. Tanah yang telah diambil gambutnya dapat dipergunakan untuk lahan pertanian
c. Penambangan dan pemrosesan gambut untuk bahan bakar menyerap tenaga kerja
d. Selain dapat menyediakan energy juga secara langsung maupun tidak langsung mempunyai dampak yang baik terhadap lingkungan

3. Daerah Penyebaran Gambut

Jumlah areal gambut didunia diperkirakan 420 juta hectare atau mungkin lebih dari 500 juta hectare. Endapan gambut terdapat diseluruh dunia yang memenuhi syarat-syarat yang memungkinkan pembentukan beriklim dingin dan sedang serta mempunyai sifat presipitasi yang tinggi dan evaporasi yang rendah (Kalmari, 1982 dalam Endang Suarka 1988). Supraptohardjo & Driessen (1976 dalam Endang Suarka 1988) menyebutkan bahwa dalam daerah hutan lebat dengan curah hujan tinggi dan pengaruh air tanah kurang akan membentuk gambut ombrogen, sedangkan gambut topogen pembentukannya dipengaruhi air tanah. Indonesia diperkirakan mempunyai cadangan gambut seluas 17 juta Ha. Jumlah tersebut menjadikan Indonesia sebagai Negara yang mempunyai cadangan gambut terbesar keempat dunia setelah Kanada 170 juta Ha, Rusia 150 juta Ha, Amerika Serikat 40 juta Ha. Supraptohardjo & Driessen (1976 dalam Endang Suarka 1988) memperikan areal gambut di Indonesia mencapai 16 juta Ha lebih dengan perincian :

a. Pantai timur Sumatera 9,7 juta Ha
b. Kalimantan 6,3 juta Ha
c. Lain-lain 1,3 juta Ha

Perkiraan tersebut hamper sama dengan perkiraan Andrieese (1974) yang menyebutkan bahwa daerah biogeografi bagian timur melayu gambut pada dataran rendah yang menutupi 18 juta Ha, terutama terdapat di pantai timur Sumatera, Kalimantan Barat, Kalimantan tengah, Kalimantan selatan, Serawak dan bagian pantai utara Brunei. Gambut pada daerah tersebut sebagian besar adalah gambut ombrogenous.

Sumber : Batubara dan Gambut, Ir. Sukandarrumdi, MSc, PHd Selengkapnya...

Briket Batubara



Teknologi pembuatan briket batubara dari batubara bubuk yang dapat menimbulkan kesulitan pada waktu pengangkutan ternyata sudah banyak dilakukan dibeberapa negara. Hal yang mendorong pemanfaatan briket untuk masyarakat dan industry kecil Indonesia antara lain :
1. Potensi batubara Indonesia yang sangat besar
2. Penduduk Indonesia sebagian besar tinggal di pedesaan
3. Dapat dilaksanakan dengan teknologi sederhana, dengan investasi yang rendah
4. Batubara Indonesia mudah pecah dan bernilai kalori tinggi
5. Memanfaatkan batubara bubuk yang tidak dipakai sukar ditransport, menjadi lebih bermanfaat
6. Adanya endapan batubara dengan cadangan terbatas (10 juta ton) yang dapat dimanfaatkan secara skala kecil untuk daerah sekitarnya
7. Kebijaksanaan pemerintah untuk mengurangi pemakaian minyak dan kayu bakar
A. Teknik Pembriketan Batubara

a. Sifat briket yang baik
1. Tidak berasap dan tidak berbau pada saat pembakaran
2. Mempunyai kekuatan tertentu sehingga tidak mudah pecah waktu diangkat dan dipindah-pindah
3. Mempunyai suhu pembakaran yang tetap (± 3500C) dalam jangka waktu yang cukup panjang (8-10 jam)
4. Setelah pembakaran masih mempunyai kekuatan tertentu sehingga mudah untuk dikeluarkan dari dalam tungku masak
5. Gas hasil pembakaran tidak mengandung gas karbon monoksida yang tinggi

b. Jenis briket
Dikenal 2 jenis briket yaitu :

1. Type yontan (silinder) untuk keperluan rumah tangga
Type ini lebih dikenal dan popular, disebut dengan yontan, suatu nama local berbentuk silinder dengan garis tengah 150 mm, tinggi 142 mm, berat 3,5 kg dan mempunyai lubang-lubang sebanyak 22 lubang

2. Type egg (telor) untuk keperluan industry dan rumah tangga
Type ini juga dipergunakan untuk bahan bakar industry kecil seperti untuk pembakaran kapur, bata, genteng, gerabah, pandai besi dan sebagainya, tetapi juga untuk keperluan rumah tangga. Jenis ini mempunyai lebar 32-39 mm panjang 46-58 mm dan tebal 20-24 mm

c. Teknis pembuatan
Proses pembuatan briket yontan cukup sederhana. Batubara bubuk ( 5 mm) diberi air (10%) ditekan dengan mesin tekan pembriketan pada tekanan 120 kg/cm2 sehingga diperoleh briket. Untuk type telor perlu ditambah molasses (7%) dan diroll pada mesin briket type roll

d. Parameter dalam pembuatan briket
Beberapa parameter dalam pembuatan briket antara lain sebagai berikut :

1. Ukuran butir batubara
2. Tekanan mesin pada waktu pembriketan
3. Kadar air yang terkandung dalam batubara

Beberapa pengalaman, briket dengan kuat tekan > 6 kg/cm2 cukup kuat dan tidak mudah pecah pada saat dibawa, diangkut dan diangkat.

e. Karakteristik pembakaran
Sifat pembakaran adalah sangat penting disamping tergantung dari sifat batubaranya. Karakteristik pembakaran briket ini (lama dan suhu pembakaran) tergantung pula dari besarnya udara yang terbakar (air supply) dan nilai kalori batubaranya. Makin besar udara yang ikut terbakar makin pendek lama pembakaran briket dan makin tinggi nilai kalori batubara yang dibuat briket makin lama waktu pembakaran. Makin besar udara yang diberikan (dengan membuka udara kompor masak) makin pendek waktu pembakaran briket walaupun diperoleh suhu maksimum yang lebih tinggi.

B. Pembuatan Briket Dari Batubara

Contoh batubara digerus sampai ukuran 5 mm, selanjutnya ditambah lempung (20%) sebagai bahan pengikat dan air 10%. Analisa batubara contoh sebagai berikut :
Table analisa kimia batubara contoh korea
SifatContoh
Korea
atom8,19
39,5
fixed carbon
50,24
53,70
nilai kalor
7160
4570
S (belerang)
0,47
0,29
moisture1,91
3,70
volatile matter39,66
3,20
kelassubbitumine
antrasit
Penambahan lempung dimaksudkan untuk memperoleh kekuatan dan besarnya relative didekatkan dengan kadar ash dan briket yontan korea.

a. Kuat tekan
Dari hasil penekanan dengan mesin pembriketan yang sama diperoleh data sebagai berikut :

Bahan Pengikat Lempung
Kuat Tekan (kg/cm2
20%
7,5
30%
10,2

Hasil yang diperoleh memberikan data bahwa kuat tekan berikut adalah cukup baik (> 6 kg/cm2)

b. Karakteristik pembakaran
Dari hasil pembakaran diperoleh data sebagai berikut :
1. Berasap cukup banyak dan berbau tajam
2. Suhu pembakaran tertinggi sedikit lebih tinggi daripada briket korea yaitu 6500C – 7000C (briket korea 6000C
3. Lama waktu pembakaran pada suhu 3500C ternyata jauh lebih pendek ± 2,5 jam, sedang briket korea 8 jam

Dengan mengatur pipa bukaan udara lebih kecil diharapkan waktu pembakaran lebih panjang.
Catatan : penambahan lempung dapat menyerap bau tar dan mempertinggi kualitas briket walaupun dapat mengurangi nilai kalornya.
Sebaiknya dipergunakan batubara dengan ash tinggi

c. Meniadakan asap dan bau
Percobaan untuk mengurangi/meniadakan asap dan bau dari briket batubara telah dilakukan dengan mengurangi volatile matter. Hal ini dapat ditempuh dengan melakukan karbonisasi terhadap batubara pada suhu rendah dan ternyata berhasil baik. Hanya masalah lama waktu pembakaran dari briket batubara ini masih relative lebih pendek yaitu sekitar ± 4 jam.
(Sumber : Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Phd)
Selengkapnya...

Batubara Dalam Industri Semen

Energy merupakan kebutuhan utama dalam industry. Dalam industry semen, energy panas merupakan kebutuhan yang paling utama, yaitu untuk operasi pembakaran dalam tanur putar.

1. Uraian Teknis Tentang Jenis Bahan Bakar

Operasi pembakaran pada tanur putar merupakan langkah yang paling kritis dalam setiap industry semen, baik ditinjau secara teknis maupun secara ekonomis. Operasi pembakaran di tanur putar menentukan operasi pada unit-unit yang lain, serta memerlukan pemakaian energy panas yang nilainya dapat mencapai 30% dari biaya operasi keseluruhan. Produktifitas dari industry semen umumnya ditentukan oleh produkstifitas unit tanur putarnya. Sedangkan produktifitas tanur putar umumnya ditentukan oleh run factornya, yang umumnya ditentukan oleh ketahanan lapisan batu tahan apinya.

Aspek utama yang paling berpengaruh terhadap ketahanan lapisan batu tahan api dan efesiensi operasi pembakaran dalam tanur putar, adalah dalam jenis bahan bakar yang dipakai. Untuk kedua tujuan tersebut diperlukan operasi pembakaran yang dapat menghasilkan nyala yang stabil dan suhu yang setinggi mungkin.

Pemakaian bahan bakar dengan jenis batubara tertentu dalam operasi pembakaran dalam tanur putar dapat menghasilkan produktifitas yang berbeda apabila dibandingkan dengan pemakaian bahan bakar jenis lain. Misalnya operasi pembakaran dengan bahan bakar batubara akan memerlukan konsumsi panas persatuan produk yang lebih besar, dibandingkan pemakaian bahan bakar minyak atau bahan bakar gas. Hal ini disebabkan adanya perbedaan pola operasi pembakaran dari ketiga jenis bahan bakar tersebut yaitu bahan bakar gas, cair dan padat. Operasi pembakaran batubara akan memerlukan pemakaian udara dingin yang jauh lebih besar sedangkan sebaliknya operasi pembakaran memakai bahan bakar minyak (BBM) atau gas alam akan memakai udara pada suhu tinggi yang lebih besar.

Disamping itu, operasi pembakaran batubara juga akan menghasilkan suhu nyala yang lebih rendah serta stabilitas yang kurang baik dibandingkan dengan minyak atau gas alam, kedua hal ini akan memperpendek umur dari lapisan batu tahan api. Keadaan inilah yang menyebabkan operasi pembakaran dengan memakai batubara akan kurang produktif dibandingkan dengan operasi pembakaran dengan minyak atau gas alam. Tidak produktif dari segi teknis antara lain karena :

a. Konsumsi panas persatuan produk
b. Umur lapisan batu tahan api atau dengan kata lain produktifitas tanur putar yang berarti produktifitas pabrik semen secara keseluruhan
Secara ekonomis dapat dinyatakan bahwa operasi dengan memakai batubara akan kurang ekonomis dibandingkan dengan memakai minyak atau gas alam, antara lain :

a. Naiknya biaya operasi pembakaran
b. Naiknya biaya operasi batu tahan api
c. Naiknya biaya produksi semen akibat penurunan produksi semen

Mengingat jenis dan kualitas batubara di Indonesia sangat seragam, maka secara umum dapat dikatakan bahwa produktifitas pemakaian batubara dalam operasi pembakaran pada tanur putar akan menurun sebanyak 10-20% dibandingkan dengan pemakaian minyak atau gas alam.

2. Batubara Sebagai Bahan Bakar Dalam Industri Semen

Sifat-Sifat Batubara

Seperti diketahui bahwa batubara merupakan suatu campuran padatan yang sangat heterogen dan terdapat dialam dengan tingkat atau grade yang berbeda, mulai dari lignit, sub bitumine, bitumine sampai antrasit. Sebagai padatan, batubara terdiri atas kumpulan maceral (vitrinite, eksinite dan enertinite) dan mineral (clay, kalsit dan lain-lain).

Dilihat dari unsure-unsur pembentuk batubara terdiri dari carbon, oksigen, nitrogen sedikit sulfur, fosfor dan lain-lain. Sedangkan dari segi struktur molekul, dapat dibedakan atas aromatic dan aliphatic. Oleh karena itu dalam industry semen, batubara digunakan sebagai bahan bakar, maka panas pembakaran, hasil-hasil pembakaran dan sisa-sisa pembakaran perlu diketahui terutama apabila hal-hal tersebut dapat mengganggu kualitas semen yang akan dihasilkan.

Sifat-sifat batubara dapat dilihat dengan analisa sebagai berikut :

a. Analisa Proksimat

Terdiri atas :

- Lengas (moisture) yang berupa lengas bebas (free moisture), lengas bawaan (inherent moisture) dan lengas bawaan (total moisture)
- Kadar abu (ash)
- Carbon (fixed carbon)
- Zat terbang (volatile matter)

b. Analisa Ultimate

Terdiri atas analisis unsure-unsur : C, H,O, N juga S dan phosphor serta Cl

c. Nilai Kalor

Terdapat dua macam nilai kalor, yaitu :

Nilai kalor net, yaitu nilai kalor pembakaran dihitung dalam keadaan semua air (H2O) berujud gas. Nilai kalor gross, yaitu nilai kalor pembakaran diukur dalam keadaan semua air (H2O) berujud air.

d. Total Sulphur

Sulphur atau belerang dapat berbeda dalam batubara sebagai mineral pirite, markasite, Ca sulphat atau belerang organic yang pada pembakarannya akan berubah menjadi SO2.

e. Analisa Abu

Abu yang terjadi dalam pembakaran batubara akan membentuk oksida-oksida sebagai berikut SiO2, Al2O3, TiO2, Mn3O4, CaO, MgO, Na2O, K2O. abu inilah yang terutama akan secara padatan bercampur dengan klinker dan mempengaruhi kualitas semen. Namun demikian kadar abu batubara di Indonesia biasanya hanya berkisar antara 5% sampai 20% saja.

f. Hardgrove Grindability Index

Merupakan suatu bilangan yang dapat menunjukan mudah sukarnya batubara digerus menjadi bahan bakar serbuk. Makin kecil bilangannya, makin keras keadaan batubaranya.

Sesuai dengan sifatnya, batubara umumnya dibagi atas empat macam yaitu :

- Antrasit, mengandung sedikit volatile matter
- Bitumine, mengandung medium volatile matter
- Lignit, mengandung banyak volatile matter
- Peat

Apabila kita membakar batubara dengan free grate, maka panjang nyala yang dihasilkan, tergantung besarnya kandungan volatile matter nya. Batubara dengan kadar volatile matter yang tinggi, akan menghasilkan nyala yang panjang diatas grate fire dan batubara dengan kadar volatile matter yang rendah, akan menghasilkan nyala yang pendek. Oleh karenanya antrasit biasa disebut dengan short flaming coal dan bitumine sebagai long flaming coal.

Akan tetapi batubara akan menghasilkan hasil yang berbeda bila dibakar dalam bentuk batubara halus didalam tanur putar. Long flaming coal bila dibakar dalam tanur putar sebagai batubara halus akan terurai dengan segera dan volatile matter yang menguap akan terbakar dengan cepat. Sedangkan partikel coke yang sudah tersegregasi akan mempunyai luas permukaan yang sangat besar sehingga serbuk batubara dapat terbakar secara cepat. Hal ini yang menyebabkan long flaming coal didalam tanur putar akan terbakar hanya dalam daerah yang pendek dari tanur atau dengan kata lain akan menghasilkan nyala pendek. Short flaming coal mengandung sedikit volatile matter, bila dibakar dalam tanur putar sebagai batubara halus akan terurai secara lambat, sehingga akan terbakar dalam jarak yang lebih panjang.

Dengan demikian, batubara yang disebut short flaming coal bila dibakar sebagai batubara halus didalam tanur putar, akan menghasilkan nyala yang panjang. Operasi pembakaran dalam tanur putar membutuhkan pembakaran dengan suhu nyala yang sangat tinggi, karena proses klinkerisasi memerlukan suhu material sekitar 1450 0C. disamping itu suhu nyala yang lebih tinggi akan menghasilkan heat transfer yang lebih besar. Kedua hal ini sangat berpengaruh dalam hal efektifitas dan efesiensi operasi pembakaran dalam tanur putar. Walaupun antrasit memiliki nilai kalor yang tinggi, penggunaannya sebagai bahan bakar dalam tanur putar kurang disukai, karena antrasit menghasilkan nyala yang lebih panjang dengan suhu yang relative lebih rendah.

Demikian juga lignit, yang disamping mempunyai kandungan volatile matter yang tinggi dan heating value rendah, tidak disukai karena akan menghasilkan suhu nyala yang lebih rendah. Bitumine adalah jenis batubara yang lebih disukai pemakaiannya sebagai bahan bakar dalam tanur putar, karena mempunyai kandungan volatile matter yang cukup, tetapi nilai kalornya relative tinggi.

Oleh karena itu bitumine dapat menghasilkan suhu nyala yang lebih tinggi. Akan tetapi bitumine yang berkandungan abu lebih besar (akibat adanya impurities yang biasanya dari clay dan sebagainya) atau berkandungan air yang tinggi juga tidak disukai, karena hal-hal tersebut akan menurunkan suhu nyala disamping membutuhkan juga excess air yang lebih besar. Hal ini akan mengakibatkan rendahnya efektifitas dan efisiensi operasi pembakaran dalam tanur putar.

Sebenarnya secara teoritis diharapkan bituminous coal yang bersih dari non combustible material akan menghasilkan suhu nyala yang pendek dan lebih tinggi dibandingkan dengan fuel oil dan natural gas. Tetapi pada prakteknya kandungan non combustible material baik berupa ash atau moisture tidak dapat dihindarkan, sehingga membutuhkan operasi dengan excess air yang lebih tinggi dan membutuhkan primary air (yang suhunya rendah) yang lebih besar.

Hal ini akan menurunkan suhu nyala disamping memperbesar flow rate gas bakar yang mengakibatkan lebih pendeknya retention time gas dalam tanur putar dari preheater system dan akan menurunkan heat transfer rate, yang berarti akan memperbesar terbuangnya panas melalui preheater gas.

3. Penyiapan Batubara Dan Sistem Pengumpan Kedalam Kiln


Di antara semua bahan bakar yang umumnya dipakai, batubaa merupakan bahan bakar yang memerlukan investasi awal yang sangat tinggi baik untuk grinding maupun pengumpanan. Flow sheet dasar dari instalasi batubara hamper sama di semua tingkat.

a. Penyimpanan (Stock Pilling)

Sesudah di bongkar di suatu pabrik, batubara disimpan di suatu gudang penyimpanan. Perhatian utama yang harus diberikan pada tahap ini adalah mengurangi resiko self ignition dan kehilangan (looses) material selama penyimpanan. Karena salah satu karakter bahan bakar padat adalah tidak homogeny, maka sebelum digiling perlu dilakukan pre-homogenization, yang antara lain dengan cara pengaturan tumpukan dan penampian dari gudang penyimpanan. Aturan FIFO perlu dilaksanakan disini untuk mencegah batubara yang berlebihan.

b. Primary Crushing

Primary crushing dapat dilakukan secara open circuit atau close circuit. Kehalusan produk dari primary crushing ini tergantung kepada macam grinding mill yang dipakai.

c. Grinding and Drying (Penggilingan dan Pengeringan)

Untuk batubara yang mempunyai kadar air di bawah 20%, pengeringannya dilakukan pada coal mill. Untuk batubara yang kadar airnya lebih dari 20%, biasanya ada alat pengering tambahan sebelum coal mill. Coal mill dibedakan dalam dua tipe, yaitu :

- Ball mill/Tube mill
- Vertical mill, yang dioperasikan secara open circuit dan close circuit

Proses pengeringan di sini adalah mengeringkan raw coal maksimal sampai pada inherent moisturenya. Di dalam pengoperasian system coal mill ini yang harus menjadi perhatian utama adalah mengurangi resiko peledakan yang disebabkan :

- Umpan batubara yang tidak lancer
- Ketidaklancaran pengumpanan menyebabkan material kasar (kering) yang kembali dari separator, akan langsung kontak dengan udara panas
- Perubahan kadar air batubara yang terlalu besar
- Kadar air produk terlalu rendah, jauh dibawah inherent moisturenya

Resiko-resiko peledakan tersebut diperbesar oleh kandungan volatile matter yang tinggi dari batubara. Pengendalian operasi coal mill didasarkan pada desain kehalusan batubara yang telah diperhitungkan s esuai kebutuhan pembakaran dalam tanur putar.

d. Penangkapan Debu

Penangkapan debu batubara umumnya dilakukan dengan filter atau electrostatic presipitator. Untuk mengurangi kehilangan material, alat penangkap debu ini harus dijaga agar beroperasi secara optimal. Yang harus diperhatikan di sini adalah debu yang halus cenderung menyebabkan reaksi peledakan. Campuran batubara atau udara akan explosive dalam daerah konsentrasi tertentu. Beberapa ahli menyebutkan bahwa interval 40-150 g/Nml3 sebagai daerah kritis untuk terjadinya peledakan tersebut, yang biasanya terjadi di saat start up atau stop peralatan.

e. System Pengumpanan Batubara Halus Ke dalam Tanur Putar

System pengumpanan batubara halus ke dalam tanur putar dapat dibedakan sebagai berikut :
- Direct system
- Semi indirect system
- Indirect system

Pada direct system, semua batubara yang dihasilkan di grinding mill langsung diumpankan kedalam tanur putar bersama udara pengeringnya. Pada semi indirect system, batubara dari mill untuk sementara disimpan dalam intermediate silo sebelum diumpankan ke dalam tanur putar. Untuk system ini ada dua macam versi yang tergantung pada kadar air batubara. Yang mempunyai kadar air rendah, udara pengering dari mill sebagian diinjeksikan ke tanur putar sebagai udara primer, dan sebagian disirkulasikan ke mill. Bila kadar air tinggi, sebagian gas dari mill dikeluarkan melalui alat penangkap debu.

Pada indirect system, semua batubara dari mill di simpan di intermediate silo sebelum diumpankan, dan gas dari mill tidak diumpankan ke tanur putar sebagai udara primer, kecuali bila diinginkan.

2. Operasi Pemakaian Batubara Pada Tanur Putar

Dalam pemakaian batubara sebagai bahan bakar dalam operasi tanur putar, terdapat beberapa hal yang spesifik yang perlu diperhatikan yaitu :

a. Pemakaian Udara Primer

Udara primer berperan antara lain sebagai :

- Sarana transportasi untuk injeksi batubara ke dalam tanur putar
- Suatu alat pengendali nyala

Dengan demikian udara primer yang temperaturnya rendah ini, maka udara pembakaran yang terdiri dari primary air dan secondary air, akan mempunyai temperature campuran relative rendah. Oleh karena itu sebenarnya secara ekonomis pemakaian udara primer ini kurang menguntungkan. Di dalam operasi pemakaian batubara, pemakaian udara primer ini dapat berkisar antara 15-20% dari kebutuhan udara pembakaran.

b. Pemakaian Excess Air Yang Besar

Berdasarkan teori kinetika reaksi, bahan bakar gas dan cair lebih reaktif dengan oksigen, dibandingkan oksigen dengan batubara. Hal ini mudah dimengerti karena pembakaran batubara akan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut :

- Perpindahan panas dari burning zone ke partikel batubara secara konveksi dan radiasi
- Perpindahan panas melalui lapisan abu yang bersifat isolator menuju front oksidasi secara konduksi
- Reaksi kimia antara C, S, H2 dengan H2, CO, H2O dan SO2
- CO2, SO2, CO dan H2 berdifusi dari front oksidasi ke bagian luar partikel batubara
- Abu pembungkus sekeliling partikel batubara terdekomposisi secara termis dan mekanis

Oleh karena itu untuk mencapai kesempurnaan pembakaran yang menggunakan batubara sebagai bahan bakar diperlukan excess air yang relative besar. Dengan pemakaian udara yang lebih besar ini, maka akan dihadapkan pada permasalahan :

- Kerugian panas karena terserap oleh kelebihan udara tersebut
- Transfer panas antara udara dan material di dalam kiln kurang sempurna, karena waktu tinggal udara panas yang relative rendah

c. Kandungan Air Dalam Batubara

Air yang terdapat dalam batubara, baik sebagai inherent moisture maupun sebagian kecil moisture yang lain, tentunya akan merugikan karena mengurangi panas yang dihasilkan.

d. Stabilitas Umpan

Karena batubara merupakan bahan bakar dalam bentuk powder (bubukan) maka sangat sulit diperoleh kondisi pengumpanan yang benar-benar stabil ke dalam kiln. Ketidakstabilan umpan ini berarti ketidakstabilan panas didalam kiln, akan mengakibatkan ketidakstabilan coating sebagai pelindung batu tahan api. Dengan demikian akan mengakibatkan umur batu yang relative pendek.

e. Impurities dalam Batubara

Bila proses pencucian batubara tidak baik, maka akan ditemui impurities (misal clay). Dengan adanya impurities ini, tentunya akan mengacaukan jumlah umpan panas ke dalam tanur putar.
3. Persyaratan Mutu Batubara Dalam Industri Semen

Pada dasarnya semua jenis batubara dapat dipakai sebagai bahan bakar dalam tanur putar. Dapat disimpulkan bahwa persyaratan mutu batubara yang dibutuhkan oleh industry semen unit operasi dengan efektifitas yang cukup tinggi yaitu :

a. Nilai bakar net cukup tinggi, yaitu > 6.000 cal/gr
b. Volatile matter medium, maksimum 36-42%
c. Total moisture, maksimum 12%
d. Kadar abu maksimum 6%
e. Kadar sulphur maksimum 0,8%
f. Kadar alkali dalam abu, maksimum 2%
g. Ukuran batubara (raw coal)

- Diatas saringan 100 mm = 0%
- 100 mm – 50 mm = 70%
- 50 – 25 mm = 25%
- 25 – 15 mm = 15%
- Lolos 15 mm = 0%

h. Variasi kualitas diatas tidak lebih dari 10%

Batubara dengan kualitas yang tidak memenuhi persyaratan diatas akan menghasilkan produktifitas yang lebih rendah, persyaratan-persyaratan diatas dapat dijelaskan sebagai berikut :

- Nilai bakar net minimal 6.000 cal/gr, Volatile matter medium, maksimum 36-42%, Kadar abu maksimum 8%, dimaksudkan agar pemakaian batubara tersebut dalam tanur putar, dapat menghasilkan target-target yang diharapkan pada operasi pembakaran.

- Total moisture maksimal 12% dan kadar abu maksimal 6% serta ukuran batubara sesuai ukuran, dimaksudkan agar tidak menyulitkan pada operasi handling.

- Kadar sulphur maksimal 0,8% dan kadar alkali pada abu maksimal 2% dimaksudkan agar tidak terjadi gangguan pada operasi tanur putar dan tidak terjadi penurunan kualitas semen.

- Ukuran batubara dan volatile matter juga dimaksudkan agar tidak terjadi kebakaran selama pengumpanan, makin banyak mengandung butiran-butiran halus, maka tumpukan batubara akan mudah terbakar.
- Variasi kualitas 10% dari nilai-nilai yang dicantumkan dimaksudkan agar persyaratan untuk mencapai operasi pembakaran yang stabil dapat terpenuhi.

4. Pencemaran Lingkungan

Untuk mencapai kesempurnaan pembakaran batubara, diperlukan excess air yang relative banyak, sayangnya bahwa dengan excess air yang lebih tinggi mengakibatkan temperature di dalam kiln akan lebih rendah. Oleh karena itu dalam kenyataan praktek sering ditemukan bahwa proses reaksi pembakaran belum berlangsung sempurna, meskipun gas telah keluar dari suspension preheater. Hal ini ditunjukan dengan adanya kandungan CO dari gas tersebut. Bahkan tidak terjadi, terutama pada saat heating up, atau adanya fluktuasi umpan batubara yang cukup besar, gas keluar cerobong pun masih berwarna hitam. Hal ini menunjukan bukan hanya CO saja yang terkandung dalam gas tersebut, melainkan batubara yang belum terbakar.

Apabila kandungan gas CO dari gas menuju electro precipator sebagai alat penangkap debu lebih besar dari 0,6%, maka untuk menghindari peledakan, alat penangkap debu ini akan off sehingga dengan demikian tidak ada penangkapan debu, yang berarti sekitar 7% dari umpan raw meal akan terbang bersama-sama gas yang keluar cerobong, yang tentunya menimbulkan masalah-masalah antara lain :

- Pencemaran udara, baik debu maupun gas CO
- Kerugian karena hilangnya material

Proses reaksi pembakaran batubara ini akan berkelanjutan hingga diseluruh saluran gas panas, mengakibatkan temperature gas tersebut bias sangat tinggi. Dalam kondisi seperti ini tidak jarang mengakibatkan kerusakan impeller dari fan yang dilalui atau kerusakan expansion joint dari ducting atau terhadap ducting itu sendiri.

Resiko-resiko pencemaran lingkungan, kehilangan material dan kerusakan peralatan ini dapat dikurangi atau dihindari antara lain dengan cara :

- Mengusahakan kesempurnaan pembakaran di burning zone dalam kiln dengan memahami kinetika proses pembakaran
- Perencanaan system kiln dan injeksi batubara yang baik

Hal tersebut diatas akan merupakan sumber pencemaran lingkungan melalui gas buang, disamping itu sumber pencemaran lain terjadi selama penyimpanan dan selama operasi eksploitasi dan preparasi batubara, juga terjadi kebocoran-kebocoran yang menimbulkan pencemaran lingkungan

Sumber : Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Phd Selengkapnya...

Batubara Sebagai Bahan Bakar PLTU

Mengangkat PLTU suralaya yang beroperasi semenjak tahun 1984 sebagi contoh studi kasus. PLTU suralaya dirancang bangun menggunakan bahan bakar batubara Bukit Asam pada tingkat kualitas average dan worst. Sampai tahun 1988 batubara bukit Asam masih belum dapat memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dari 156.000 ton pada tahun 1985, 936.000 ton, dan 1.500.000 ton pada tahun tahun berikutnya dan pada tahun 1987 kebutuhan tersebut telah mencapai 2,055 juta ton mestinya akan meningkat lagi.

Kualitas batubara pengganti tersebut telah diusahakan sedapat mungkin memenuhi kualitas batubara bukit Asam tersebut. Hal-hal yang perlu diperhitungkan didalam pemakaian batubara pada PLTU adalah :

- Perfomance (unjuk keras)
- Availabaliti, reliability
- Dampak lingkungan
- Kendala dan karakteristik operasi, serta dampaknya terhadap tingkat pemeliharaan

Tinjauan terhadap aspek tersebut diatas semata-mata mempertimbangkan peralatan terpasang sesuai dengan rancang bangunnya dan selanjutnya pengalaman tersebut menjadi dasar dalam penyempurnaan masa mendatang.

1. Pengenalan Umum Kualitas Batubara

Batubara yang ada dipasaran unsur kualitasnya sekurang-kurangnya terdiri dari :

a. High heating value (kgcal/ka)
b. Total moisture (%)
c. Inherent moisture (%)
d. Volatile matter (%)
e. Ash content (%)
f. Sulphur content (%)
g. Coal size <3 mm, 40 mm, 50 mm
h. Hardgrove grindability index

Unsur-unsur lainnya diperlukan sesuai kebutuhan yang bersifat umum maupun khusus. Untuk melengkapi data diatas biasanya diperlukan unsure kualitas seperti :

a. Fixed carbon (%)
b. Phosphorous/Chlorine (%)
c. Ultimate analysis :
Carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulphur dan ash, kadang-kadang diperlukan :
d. Ash fusion temperature

2. Pengaruh Kualitas Batubara

a. High Heating Value (HHV)

HHV sangat berpengaruh terhadap pengoperasian aspek :
- Pulverizer
- Pipa batubara, wind box
- Burner

Semakin tinggi HHV maka aliran batubara setiap jamnya semakin rendah, sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan, untuk batubara dengan moisture content dan HGI yang sama, dengan HHV tinggi maka mill akan beroperasi dibawah kapasitas nominalnya (menurut desain) atau dengan kata lain operating rationya menjadi lebih rendah.

b. Moisture Content

Kandungan moisture mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya. Pada batubara dengan kandungan moisture tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak guna mengeringkan batubara tersebut pada suhu keluar mill tetap.

c. Volatile Matter

Kandungan volatile matter mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api
Fuel Ratio = Fixed Carbon / Volatile Matter
Semakin tinggi fuel ratio maka karbon yang tidak terbakar semakin banyak.

d. Ash Content

Kandungan abu akan terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konversi dalam bentuk abu terbang dan abu dasaar. Sekitar 20% dalam bentuk abu dasar dan 80% dalam bentuk abu terbang. Semakin tinggi kandungan abu dan tergantung komposisinya mempengaruhi tingkat pengotoran (fouling), keausan dan korosi peralatan yang dilalui.
e. Sulfur Content

Kandungan sulfur berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terjadi pada elemen pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah dari titik embun sulphur, disamping berpengaruh terhadap efektifitas penangkapan abu pada peralatan electrostatic precipator

f. Coal Size

Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran <3 mm, sedangkan ukuran butir paling kasar sampai dengan 50 mm. Butir paling halus dibatasi oleh tingkat dustness dan tingkat kemudahan diterbangkan angin sehingga mengotori lingkungan. Tingkat dustness dan kemudahan berterbangan masih ditentukan pula oleh kandungan moisture batubara.

g. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Kapasitas mill (pulverizer) dirancang pada HGI tertentu. Untuk HGI lebih rendah kapasitasnya, lebih rendah dari nilai takarnya agar menghasilkan fineness yang sama.

h. Ash Fusion Temperature

Ash fusion temperature akan mempengaruhi tingkat fouling, slagging dan operasi soot blower.

3. Spesifikasi Menurut Desain PLTU

a. Spesifikasi Batubara

PLTU dirancang bangun untuk mampu berproduksi continue pada beban 4.000 MW dengan mempergunakan bahan bakar batubara, average/worst, dengan 4 buah mill beroperasi dan satu buah cadangan. Rentang kualitas batubara sesuai rancang bangunnya ditunjukan pada tabel :

Persyaratan Batubara yang diizinkan untuk operasi PLTU

Unsur
Unit
Worst
Average
1. HHV
kgcal/kg
4,225
5,242
2. Total Moisture
%
28,3
23,6
3. Volatile Matter
%
15,1
30,3
4. Ash Content
%12,8
7,8
5. Sulphur Content
%0,9
0,4
6. HGI
%59,4 - 65
61,8

b. Data Unjuk Kerja Boiler

Data unjuk kerja boiler ditunjukkan pada tabel :

1.
Aliran uap superheater
1.171,991 kg/jam
Suhu uap superheater
5390 C
Tekanan uap superheater
167 kg/cm2
2.
Aliran uap superheater
1.032,042 kg/jam
Suhu uap superheater
5380 C
Tekanan uap superheater
39 kg/cm2

Sedang jumlah abu terbang ditunjukan pada tabel :

Unsur
Unit
Average
Worst
Aliran batubara
kg/jam
169.000
212.500
Jumlah abu
kg/jam
13.800
27.200
Masukan kalori
106 kcal/jam
885,9
898
Ash loading
kg/106
14,9
30,3

Adapun data tentang kapasitas pulverizer ditunjukan pada tabel :

Beban
Batubara
Jumlah Pulverizer Beroperasi
Operating Ratio Pulverizer
400 MW
Average
4
0,67
400 MW
Worst
40,91

Dari table terlihat bahwa pulverizer didesain dalam kapasitas yang cukup besar. Kapasitas untuk HGI 50 = 630 ton/jam, dengan 70% fineness 200 mesh.

Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa penggantian pemasok bahan bakar batubara untuk PLTU, dari daerah penambangan batubara yang satu dengan batubara dari daerah penambangan yang lain harus dilakukan spesifikasi batubaranya terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kerusakan peralatan PLTU.
(Sumber : Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Phd)
Selengkapnya...

Lingkungan Hidup, Coal Environment

Batubara merupakan sumber daya mineral yang penting dalam kebijaksanaan diversifikasi sumber-sumber energy. Konsumen batubara dalam negeri adalah :

a. PLTU yang dioperasikan PLN
b. Pabrik-pabrik semen
c. Lain-lain (PJKA, peleburan logam, industry)

Selain penggunaan batubara untuk keperluan dalam negeri eksport batubara meningkat juga. Taiwan, Malaysia, Bangladesh dan jepang adalah konsumen terbesar batubara Indonesia. Adapun masalah lingkungan yang mungkin terjadi sebagai akibat pemanfaatan batubara adalah pada kegiatan :

1. Proses Penambangan

a. Proses Penambangan Bawah Tanah

Proses penambangan bawah tanah mengakibatkan terjadinya tiga dampak lingkungan yang potensial yaitu :

1. Pembuangan air tambang
2. Pembuangan limbah padat, yang sering mengandung batubara dan belerang
3. Penurunan permukaan tanah bekas tambang

b. Proses Penambangan Permukaan atau Terbuka

Pada proses penambangan permukaan masalah lingkungan yang akan terjadi antara lain :

1. Gangguan terhadap permukaan tanah
2. Gangguan terhadap air tanah
3. Terjadinya pencemaran udara karena debu, asap serta adanya kebisingan

2. Proses Pencucian, Penyiapan dan Penyimpanan

a. Pencucian batubara bertujuan untuk memisahkan batubara dari bahan yang tidak dapat menyala atau terbakar seperti lempung yang tercampur pada waktu penambangan. Limbah air pencucian mengandung partikel suspense dan senyawa kimia, bila langsung dibuang ke perairan dapat mengganggu biota perairan.

b. Penyiapan batubara antara lain adalah menghancurkan batubara menjadi ukuran yang diinginkan pada waktu pembakaran. Masalah lingkungan yang mungkin terjadi yaitu pencemaran udara oleh debu batubara.

c. Penyimpanan batubara dapat dilakukan ditempat penambangan, pelabuhan dan ditempat penggunaan batubara. Masalah lingkungan yang mungkin terjadi adalah bila terjadi kebakaran secara spontan, debu yang berbahaya.

3. Proses Pengangkutan Batubara

a. Memuat dan membongkar batubara pada waktu pengangkutan, penggunaan dan lain-lain akan menimbulkan pencemaran udara oleh debu.

b. Pengangkutan batubara dengan kapal mengakibatkan sedikit ancaman terhadap air laut dan lingkungan pantai. Masalah yang timbul adalah buangan sisa batubara yang tercuci waktu pencucian kapal.

c. Pengangkutan dengan kereta api dan truk akan menimbulkan sedikit pencemaran udara oleh debu batubara.

d. Slurry Pipe Line, menghasilkan limbah cair besar yang dapat menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air. Penggunaan air pada lumpur batubara (coal slurry) pada akhirnya akan terkontaminasi dengan air cucuran phenol dan oleh larutan partikel batubara.

4. Penggunaan Batubara

a. Pembangkit Tenaga Listrik

Batubara dalam jumlah besar digunakan pada pembangkit tenaga listrik akan menghasilkan produk sampingan berupa limbah emisi berupa gas SO2, NOx, debu dan abu.

b. Semen

Batubara digunakan untuk menghasilkan energy panas untuk produk klinker. Pada waktu pembakaran, abu dihasilkan di klin. Fly ash/debu keluar dari stack, sementara sebagian besar abu yang berat menyatu dengan klinker. Perihal abu terbang (fly ash) merupakan masalah lingkungan yang utama untuk produksi semen.

Masalah lingkungan fisik lainnya yang dapat timbul pada penambangan batubara adalah pada tempat penumpukan batubara :

1. Sebagai akibat proses pelindihan (leaching) yang terjadi oleh air hujan terhadap permukaan batubara atau membentuk larutan (leachate) yang bersifat asam yang akan merembes ke struktur lapisan tanah dan dapat memberikan polusi terhadap air tanah.

2. Sebagian besar batubara Indonesia termasuk jenis lignit sampai bitumine yang bersifat swamampu bakar (self combustibility) sebagai akibat oksidasi yang akan menaikan temperature tumpukan batubara tersebut.

Dalam usaha untuk mengurangi dampak negative akibat pemanfaatan batubara mulai dari cara penambangan, pengangkutan, penyimpanan dan pemakaian perlu memperhatikan kondisi setempat.Pemanfaatan batubara sebagai salah satu penyedia energy alternative akan mengurangi ketergantungan masyarakat terhadap bahan bakar minyak.

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...

Rekayasa Batubara, Coal Engineering

Peningkatan peran batubara sebagai penyedia energy alternative terus dilakukan, hal ini telah mendorong dilakukannya penelitian dengan bahan utama batubara yang semula dalam bentuk padat menjadi bahan cair. Rekayasa tersebut telah menghasilkan coal oil mixture (COM) coal water fuel (COF) dan teknologi pencairan batubara.

1. COAL OIL MIXTURE (COM)

Pada saat krisis minyak terjadi, para ahli berusaha menemukan bahan bakar yang dapat mengganti bunker c oil atau fuel no. 6. Penemuan ini tidak hanya didasarkan pada kemampuan teknologi saja namun harus dibuktikan secara ekonomis bahwa bahan bakar pengganti ini memang ekonomis lebih murah dari bunker C. oil. Salah satu penemuan ini adalah coal oil mixture (COM). Beberapa proses dilakukan sebagai berikut :

a. Proses ultrasonic

Proses ini dikembangkan oleh Coal liquid international of USA dengan prinsip dasar sebagai berikut :


Batubara digerus dalam pulverizer sampai ukuran 2000 mesh. Dengan komposisi batubara gerus 50%, bunker C oil 40% dan air tawar 10%, dimasukan dalam mixing tank dan diaduk. dipergunakan air karena air mempunyai kemampuan pembakaran (combustion capability). Adukan COM ini belum stabil, oleh sebab itu dialirkan melalui ultrasonic device yang dikembangkan. Ultrasonic berfungsi untuk melepas molekul air dari batubara kemudian diselimuti oleh bunker C oil.

Didalam alat ultrasonic, butiran-butiran sangat kecil, sehingga tidak terjadi agresi pada butiran-butiran itu. Setelah melalui proses ultrasonic, COM yang dihasilkan menjadi stabil dan dapat disimpan dalam tangki penyimpanan yang dilengkapi dengan pemanasan automatis (automatic heating) dengan temperature T = 60C. Proses stabilisasi yang dilakukan oleh alat ultrasonic ini biayanya sangat minimum, kurang dari satu sen dollar per million BTU.

Ini dapat memecahkan masalah bahan bakar yang menunjukan stabilitas statis dan stabilitas dinamis. Stabilitas statis adalah kemampuan campuran itu (COM) untuk tetap homogen, baik ketika ditransport ataupun ketika dalam penyimpanan sampai diperlukan. Stabilitas dinamis adalah ketentuan retensi bahan bakar (COM) ketika mengalir melalui pipa pembakar.

b. Proses Umum

Pada proses ini batubara yang sudah digerus, Bunker C Oil, air dan additive (zat penambah) diaduk secara mekanis didalam tangki campur (mixing tank) dengan cara agitasi. Adukan yang selesai dan sudah stabil dialirkan ketangki penyimpan.

Additive ini berupa cairan (surface active agent = SAA). molekul surface active agent ini pada satu sisi bersifat hydrophotic. Sifat SAA ini seperti sabun, disatu pihak molekul sabun dapat membersihkan minyak dari permukaan, tetapi juga dapat berbusa dengan air, kedua sifat ini bekerja bersamaan. Sabun memang mempunyai sifat hydropholic dan hydrophotic. Molekul SAA beroperasi pada interface antara molekul minyak dan air, antara minyak dan batubara. Tanpa SAA interfacenya tidak akan stabil setelah dengan SAA interfacenya menjadi stabil.

c. Proses Penggilingan Basah

Dalam proses ini batubara tidak perlu digerus, melainkan raw coal, bersama-sama bunker C oil, air ditambah additive active agent (SAA) digiling dalam ballmill. COM yang sudah stabil dialirkan ke tangki penyimpanan. Perbedaan pokok antara COM boiler dan B/C oil boiler adalah :

1. Fuel feeding equipmentnya berbeda

2. Struktur pembakar (burner) juga berbeda
Boiler harus ditambah peralatan kantong filter untuk menampung abu yang dihasilkan oleh batubara didalam COM. Pada percobaan dengan COM ini masih didapatkan masalah-masalah antara lain :

*) Abu yang terbentuk hasil pembakaran COM

*) Nozzle burnernya cepat aus, lubangnya cepat besar

Diujung-ujung lubang selalu terdapat kerak yang berwarna hitam, juga didalam pipa burner selalu mengendap zat yang berwarna putih, diduga SiO2, nozzle burner ini ada tujuh dan harus dibersihkan setiap hari sekali.

COM tidak menyebabkan polusi, abu hasil pembakaran diboiler ditampung dibawah boiler, sedangkan fly ashnya ditutup dengan flute gas kekantong filter. COM demonstration plant yang di Incon Korea lebih menyukai bituminous coal yang tinggi nilai kalornya, rendah kadar abunya <4% dan volatile matter (VM) masih dapat ditolerir sampai 45%. Bila VMnya tinggi, maka ketika terjadi penggerusan batubara, dialirkan udara yang bebas O2 dalam air heater. Nilai ekonomis penggunaan COM ini tergantung pada harga minyak.

2. COAL WATER FUEL (CWF)


Seperti diketahui minyak tanah, solar dan bensin dapat diperoleh dengan proses konversi encairan batubara. Bahan bakar gas dapat diperoleh dengan proses gasifikasi batubara. Salah satu proses yang sederhana adalah modifikasi batubara menjadi suatu campuran batubara yang bersifat cair yaitu coal water fuel dapat menggantikan minyak bakar yang merupakan salah satu produk minyak bumi.

a. BAHAN BAKU CWF

Sebagai bahan baku yang dipergunakan batubara yang mempunyai nilai kalor tinggi (kurang lebih 7.000 kcal/kg) sebagai kompensasi pemakaian air sehingga nilai kalor CWF yang diperoleh cukup tinggi pula. Bahan baku batubara jenis bitumen dengan nilai kalor tinggi dan kandungan air bawaan (inherent moisture)yang rendah disarankan sehingga kendala rendahnya nilai kalor CWF yang diperoleh dapat diatasi. Sebetulnya dapat pula dipergunakan sub bitumen ataupun lignit. Tetapi kedua jenis tersebut mempunyai kandungan air bawaan yang tinggi sehingga CWF yang dihasilkan akan mempunyai nilai kalor yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut harus dilakukan pengeringan pada suhu dan tekanan tinggi.

Persyaratan bahan baku CWF adalah ;

1. Kadar abu yang rendah
2. Kandungan zat terbang lebih besar dari 20%
3. Angka HGI harus tinggi
4. Fouling dan slagging indeks yang rendah
5. Kandungan belerang kurang dari 1 %

Di samping tidak mencemari udara, kadar abu harus rendah untuk mengurangi ongkos modifikasi tungku pada pembuangan abu dasar (bottom ash). Kandungan zat terbang >20 % untuk mempermudah penyalaan. Didalam pembuatan CWF mempergunakan batubara halus (-75 mikron) maka diperlukan penggilingan. Oleh sebab itu angka HGI harus tinggi untuk mengurangi ongkos giling. Titik leleh abu harus tinggi untuk mengindarkan pengendapan abu yang mudah meleleh pada bagian dalam tungku (boiler). Terjadinya fouling dan slagging dapat menghentikan operasi, oleh sebab itu fouling dan slagging perlu dibersihkan untuk mengembalikan alih panas yang tinggi. Indeks fouling dan slaging dipengaruhi oleh kandungan alkali dan belerang dalam abu. Disamping itu kandungan belerang harus rendah untuk mencegah pencemaran lingkungan dan korosi bagian dalam boiler.

b. ADITIF

Aditif adalah bahan yang ditambahkan kedalam campuran CWF dan berfungsi untuk menambah kestabilannya, artinya butiran batubaranya tidak mengendap dalam waktu yang lama (2 bulan atau lebih). Adapula aditif yang berfungsi untuk mendispersikan butiran batubara tersebut. Penambahan aditif berkisar antara 0,1 sampai 1,5 tergantung macam aditifnya. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa aditif yang baik berupa surfactant (reagen pengaktif permukaan butir) yang dapat terdiri dari surfactant ionik (anionik atau kationik) dan surfactant non-ionik. Ada pula adiktif lain yang fungsinya untuk membuat campuran yang bersifat emulsi dan stabil. Karena jenis surfactant ini banyak variasinya,maka diperlukan penelitian khusus yang cocok untuk batubara yang sedang dipakai unuk bahan baku CWF. Persyaratan aditif yang baik ialah harus efektif, ikut terbakar dalam proses pembakaran dan murah.

c. PEMBUATAN CWF

Teknologi pembuatan CWF termasuk sederhana terutama apabila memakai bahan baku batubara yang mempunyai nilai kalor tinggi (kurang lebih 7.000 kcal/kg). Batubara yangmempunyai kadar abu rendah (<10%) digerus menjadi 10 mm dan kemudian digiling dengan ballmill. Penggilingan dilakukan dengan konsentrasi padatan tinggi (kurang lebih 70% batubara). Hasil gilingan dilakukan pada suatu pemisah ukuran (size classifier) pada ukuran pemisah 75 mikron. Ukuran lebih besar 75 mikron diteruskan kealat pengurangan air (dewatering) apabila diperlukan.

Ukuran partikel terbesar batubara tidak terpaku pada 75 mikron saja, dapat juga lebih besar atau halus tergantung dari jenis batubaranya. Besarnya konsentrasi campuran pada pengadukan (mixing) ditentukan pada waktu optimasi skala laboratorium sebelumnya. Untuk batubara dengan mutu tinggi, proses pembuatan CWF dapat lebih sederhana. Setelah penggilingan dapat langsung dilakukan pengadukan dimana pada tahap ini aditif ditambahkan. Pada batubara tingkatan rendah dengan kandungan air bawaan tinggi perlu dilakukan pengeringan lebih dahulu pada suhu tinggi. Pengadukan berlangsung hanya dalam waktu beberapa menit dengan putaran tinggi (>6000) dan menghasilkan kestabilan yang tinggi (> 2 bulan).

3. TEKNOLOGI PENCAIRAN BATUBARA

Pada suatu saat kebutuhan tidak dapat bergantung pada minyak dan gas bumi, karena cadangannya cenderung menurun, apabila tidak ditemukan cadangan baru. Untuk menghemat penggunaan bahan bakar tersebut ditingkatkan penggunaan batu bara sebagai salah satu sumber energi alternatif. Untuk hal tersebut dicoba melakukan pencairan batu bara. Proses pencairan batubara dipilih proses hidrogenasi (pencairan batubara secara langsung) dengan memilih batubara yang mempunyai kadar abu rendah (<10 %). Percobaan dilakukan pada batu bara yang berasal dari sumatra selatan (banjarsari dan kungkilan) dalam suatu autoclave yang berkapasitas 250 cc.

a. Prinsip Kerja

Batubara + 40 gram, katalis + 0,40 gram (CoMo) ditambah 60 gram tar oil fraction, dimasukkan kedalam autoclave. Gas hidrogen dialirkan kedalam autoclave dengan tekanan 150 bar, kemudian dipanaskan sambil digoyang hingga dicapai suhu konstan di mana tekanan gas akan turun. Gas yang dihasilkan dianalisis untuk menghitung konversi batubara menjadi larutan diperhitungkan dari larutan yang dihasilkan.

b. Hasil yang diperoleh :

Konversi batubara banjarsari 98,50%
Kungkilan 92,50%.

Gas yang dihasilkan dari penelitian ini didapatkan macam dan prosentase volume yang berbeda dari hasil pencairan batubara yang berasal dari banjarsari dan kungkilan. Hasil penelitian awal ini memberikan harapan kemungkinan melakukan pencairan batubara dalam skala industri.

(Sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...

Penanganan Batubara, Coal Handling

Batubara adalah bahan bakar padat yang mengandung abu, oleh karena itu pemanfaatan batubara akan melibatkan biaya tinggi untuk alat yang diperlukan bagi penanganan (coal handling) dan pembakaran batubara. Itu semua bertujuan untuk mengeliminir debu dan abu. Penanganan batubara memerlukan pengamanan, karena ada beberapa masalah dalam penanganan batubara antara lain :


a. Batubara dapat terbakar sendiri
b. Batubara dapat menimbulkan ledakan
c. Batubara dapat menimbulkan pencemaran, kalau ada angin kencang debunya beterbangan kemana-mana

TERBAKAR SENDIRI

Batubara dapat terbakar sendiri setelah mengalami proses yang bertahap yaitu :

1. Tahap pertama : mula-mula batubara akan menyerap oksigen dari udara secara perlahan-lahan dan kemudian temperature batubara akan naik

2. Tahap kedua : sebagai akibat temperature naik kecepatan batubara menyerap oksigen dari udara bertambah dan temperature kemudian akan mencapai 100-1400C

3. Tahap ketiga : setelah mencapai temperature 1400C, uap dan CO2 akan terbentuk

4. Tahap keempat : sampai temperature 2300C, isolasi CO2 akan berlanjut

5. Tahap kelima : bila temperature telah berada diatas 3500C, ini berarti batubara telah mencapai titik sulutnya dan akan cepat terbakar

SEBAB-SEBAB TERBAKAR SENDIRI

Batubara merupakan bahan bakar organic dan apabila bersinggungan langsung dengan udara dalam keadaan temperature tinggi (misalnya musim kemarau yang berkepanjangan) akan terbakar sendiri.
Keadaan ini akan dipercepat oleh :

a. Rekasi eksothermal (uap dan oksigen diudara), hal ini yang paling sering terjadi
b. Bacteria
c. Aksi katalis dari benda-benda anorganik

Sedangkan kemungkinan terjadinya terbakar sendiri terutama antara lain :

a. Karbonisasi yang rendah (low carbonization)
b. Kadar belerangnya tinggi (>2%). Ambang batas kadar belerang sebaiknya 1,2% aja

PENANGGULANGAN BATUBARA YANG TERBAKAR SENDIRI
Bilamana batubara ditimbun ditempat penimbunan yang tertutup (indoor storage) maka harus dibuat peraturan agar gudang penyimpanan tersebut bersih dari endapan-endapan debu batubara, terutama yang ditemukan dipermukaan alat-alat. Dengan demikian maka perlu ada perawatan yang terus menerus dan konstan. Apabila tempat penimbunan ini terbuka (outdoor storage) maka sebaiknya dipilihkan tempat yang rata dan tidak lembab, hal ini untuk menghindari penyusupan kotoran-kotoran (impurities). Untuk batubara yang berzat terbang tinggi perlu dipergunakan siraman air (sprinkler). Penyimpanan batubara yang terlalu lama juga membahayakan, paling lama sebaiknya 1 bulan.
TINGGI ONGGOKAN

Tingginya onggokan tumpukan batubara memang sulit untuk ditentukan sebab masing-masing tempat penimbunan memiliki kondisi sendiri-sendiri antara lain iklim, kelembaban, penyinaran.

PENGECEKAN DINI TERHADAP GEJALA TERBAKAR

a. Pengecekan Temperatur
Untuk mengetahui temperature maksimum dari onggokan batubara dapat ditentukan 1-2m dibawah permukaan dari tumpukan. Caranya : buat lubang vertical dibantu dengan pipa berperforasi. Kegunaan pipa agar lubang tidak tertimbun batubara lagi sedang kegunaan perforasi agar temperature didalam lubang sama dengan temperature dalam onggokan.

b. Batubara dapat menimbulkan ledakan

Ledakan debu batubara disebabkan oleh :

1. Ukuran partikel debu : <20>


Volatile (%)
Volatile ratio
=
---------------------------------------


Volatile (%) + Fixed carbon (%)
Apabila volatile ratio >0,12 maka kemungkinan terjadinya ledakan debu batubara selalu ada. Bila komponen abu dalam debu batubara >70-80% maka tidak perlu takut bahaya ledakan. Kondisi untuk meledak akan terjadi bila partikel-partikel halus cukup waktu mengembangnya (floating time). Juga adanya gas-gas pembakar dalam udara dapat membantu terjadinya peledakan.

c. Cara penanggulangan ledakan

1. Gunakan gas inert (gas N2). Gas ini cukup mahal harganya, selain itu juga cepat menguap sehingga selalu harus diperiksa valve pressurenya. Tempatkan tabung gas N2 ini didalam tempat penyimpanan batubara gerus (pulverized coal bin), juga dibagian filter (B/F)

2. Dilakukan pembersihan secara periodic untuk menghindari pembentukan endapan debu batubara

3. Menghilangkan kemungkinan sumber tercapainya titik sulut batubara (ignition point) didalam instalasi

4. Perhatikan, dicari dan temukan sumber kebakaran sedini mungkin

5. Dalam hal timbunan batubara ditutupi dengan plastic usahakan agar konsentrasi O2 kurang dari 12%. Pada timbunan terbuka, penggunaan siraman air dengan menggunakan sprinkler system yang otomatis akan sangat membantu dalam usaha mencegah kebakaran batubara.

Caranya : control operator panel (CPO) di pipa ditaruh didalam timbunan batubara kemudian distel pada temperature tertentu. Apabila temperature timbunan batubara meningkat dan melebihi temperature yang distel di COP, maka sprinkler otomatis akan bekerja sendiri menyirami timbunan batubara tersebut.

Perawatan debu batubara

Lembaran plastic penutup timbunan batubara adalah yang terbaik, diusahakan tidak menggunakan plastic berwarna gelap. Timbunan dipadatkan dengan bulldozer untuk mengurangi hadirnya oksigen didalam sela-sela batubara. Pada timbunan batubara terbuka permukaan timbunan sebaiknya disemprot dengan cairan yang mengeraskan permukaan. Cairan ini adalah produk tambahan dari pengilang minyak.
(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...