• Tidak ada hasil yang ditemukan

TUGAS KHUSUS

E. Evaluasi Heat Loss

Data-data yang digunakan dalam perhitungan evaluasi heat loss pada

plant 1-2 adalah sebagai berikut:

1. Data primer

Data ini diperoleh dari Departemen Produksi Plant 1-2 berupa Daily report

Operation pada tanggal 10 April 2013. Adapun data yang digunakan meliputi

data-data sebagai berikut:

a. Komposisi raw meal dan ultimate analysis batubara b. Net Heating Value (NHV) batubara

82 c. Kapasitas blower udara primer, sekunder, dan udara pendingin

d. Bukaan damper dari blower udara pendingin 2. Data Sekunder

Data ini diperoleh dari literatur dan studi pustaka yang meliputi: a. Panas jenis bahan dan air, udara, dan batubara

b. Kelembaban relatif udara c. Densitas udara

d. Panas penguapan air

Data-data primer dan sekunder tersebut digunakan dalam perhitungan neraca massa dan neraca energi (panas). Neraca massa dan neraca energi yang terhitung selanjutnya dapat digunakan untuk menghitung total heat loss dalam sistem kiln. Dari hasil perhitungan heat loss, efisiensi penggunaan energi dapat diketahui.

Suspension Preheater

Rotary Kiln Air Quenching

Cooler Dust return 12.579,17 kg/jam Raw meal 125.791,67 kg/jam SP flue gas 136.190,77 kg/jam SP primary air 3.483,67 kg/jam SP coal 3.366,67 kg/jam Secondary air 52.043,64 kg/jam Hot clinker 72.060,47 kg/jam Exhaust gas 135.313,45 kg/jam Tertiary air 20.817,45 kg/jam Kiln flue gas

77.602,17 kg/jam Hot meal

82.291,22 kg/jam

Kiln coal 7.266,67 kg/jam

Kiln primary air 8.061,12 kg/jam

Quenching air 208.174,54 kg/jam

Cold clinker 72.060,47 kg/jam

83 F. Perhitungan Neraca Massa

Hasil perhitungan neraca massa di suspension preheater:

Suspension Preheater

Raw meal Dust return

SP Flue gas

Kiln flue gas Hot meal

SP coal SP primary air

Tertiary air

Gambar 6. Diagram Alir Suspension Preheater

Tabel 10. Neraca Massa di Suspension Preheater Arus Masuk, kg/jam Keluar, kg/jam

Raw meal 125.791,67

Coal SP 3.366,67

Udara primer SP 3.483,20 Gas buang kiln 77.602,17 Udara tersier 20.817,45

Dust return 12.579,17

Hot meal 82.291,22

Gas buangan SP 136.190,77

Total 231.061,15 231.061,15

Massa tidak terhitung = massa masuk – massa keluar (21) = 231.061,15 – 231.061,15

= 0,00 kg/jam

= 0,00 %

84 Hasil perhitungan neraca massa di rotary kiln:

Rotary Kiln Hot meal

Kiln flue gas

Kiln primary air Kiln coal

Hot clinker Secondary air

Gambar 7. Diagram Alir Rotary Kiln

Tabel 11. Neraca Massa di Rotary Kiln

Arus Masuk, kg/jam Keluar, kg/jam

Hot meal 82.291,22

Coal kiln 7.266,67

Udara primer kiln 8.061,12 Udara sekunder 52.043,64

Clinker panas 72.060,47

Gas buangan kiln 77.602,17

Total 149.662,64 149.662,64

Massa tidak terhitung = 149.662,64 – 149.662,64 = 0,00 kg/jam

85 Hasil perhitungan neraca massa di air quenching cooler:

Air Quenching Cooler

Hot clinker

Tertiary air Exhaust gas

Quenching air

Cold clinker Secondary air

Gambar 8. Diagram Alir Air Quenching Cooler

Tabel 12. Neraca Massa di Air Quenching Cooler Arus Masuk, kg/jam Keluar, kg/jam

Clinker panas 72.060,47 Udara pendingin 208.174,54 Clinker dingin 72.060,47 Exhaust gas 135.313,45 Udara tersier 20.817,45 Udara skunder 52.043,64 Total 280.235,01 280.235,01

Massa tidak terhitung = 280.235,01 – 280.235,01 = 0,00 kg/jam

86 Detail perhitungan untuk neraca massa di tiap alat adalah sebagai berikut.

1. Neraca Massa di Suspension Preheater a. Massa masuk suspension preheater

(1) Raw meal

Massa raw meal masuk SP = 125,79 ton/jam = 125.791,67 kg/jam

(Daily Report Operation, 10 April 2013)

Tabel 13. Hasil Analisis Komposisi Raw Meal Komponen Komposisi, % wt SiO2 13,16 Al2O3 3,26 Fe2O3 1,92 CaO 42,15 MgO 2,43

Proceed Material Inquiry by Stage, 10 April 2013

= 75,23 % wt = 5,08 % wt

Komposisi raw meal menjadi:

Tabel 14. Komposisi Raw Meal Komponen Komposisi, % wt SiO2 13,16 Al2O3 3,26 Fe2O3 1,92 CaCO3 75,23 MgCO3 5,08 Total 98,65

87 Asumsi moisture content dari raw meal sebesar 0,20 % wt.

Total komposisi raw meal basah menjadi 98,85 % wt.

Tabel 15. Komposisi Raw Meal Terkoreksi

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

SiO2 13,32 16.750,54 60,08 278,78 Al2O3 3,29 4.142,57 101,96 40,63 Fe2O3 1,94 2.444,82 159,69 15,31 CaCO3 76,11 95.736,09 100,09 956,53 MgCO3 5,14 6.463,14 84,31 76,66 H2O 0,20 254,50 18,02 14,13 Total 100,00 125.791,67 1.382,04 (2) Batubara SP

Massa batubara masuk SP = 3,37 ton/jam = 3.366,67 kg/jam

(Daily Report Operation, 10 April 2013)

Tabel 16. Komposisi Batubara Komponen Komposisi, % wt C 61,56 H 5,33 O 30,92 N 1,59 S 0,61 Total 100,00 QARD, 2012

88

Moisture content dari batubara SP sebesar 8,01 % wt (Daily Report Operation, 10 April 2013). Total komposisi batubara SP basah menjadi

108,01 % wt.

Tabel 17. Komposisi Batubara Terkoreksi

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

C 56,99 1.918,71 12,01 159,75 H 4,94 166,27 1,01 164,96 O 28,62 963,64 16,00 60,23 N 1,47 49,51 14,01 3,54 S 0,56 18,93 32,07 0,59 H2O 7,41 249,60 18,02 13,85 Total 100,00 3.366,67 402,92 (3) Udara primer SP Data udara lingkungan:

Suhu dan tekanan = 35 ºC / 1 atm Massa jenis udara = 0,9952 kg/m3

Kelembaban udara = 0,03 kg air/kg udara kering Berat molekut rata-rata = 28,85 kg/kmol

Kapasitas blower = 3.500 m3/jam

Damper opening = 100 %

Massa udara = kapasitas blower × ρ udara × damper opening (27) = 3.500 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 1

89

= 101,45 kg/jam

Massa udara kering = massa udara – massa air dalam udara (28) = 3.483,20 – 101,45

= 3.381,75 kg/jam

= 117,22 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × mol udara kering (30) = 0,79 × 117,22 kmol/jam

= 92,60 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × mol udara kering (31) = 0,21 × 117,22 kmol/jam

= 24,62 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = mol N2 dalam udara × BM N2 (32) = 92,60 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

= 2.594,08 kg/jam

Massa O2 dalam udara = mol O2 dalam udara × BM O2 (33) = 24,62 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

90 (4) Gas buangan kiln

Massa gas buangan kiln masuk suspension preheater dihitung di neraca massa kiln.

(5) Udara tersier

Massa udara tersier masuk suspension preheater dihitung di neraca massa air quenching cooler.

b. Massa keluar suspension preheater (1) Dust return

Asumsi %dust return = 10 % wt

Massa dust return = %dust return × massa raw meal (34) = 0.1 × 125.791,67 kg/jam

= 12.579,17 kg/jam

Tabel 18. Komposisi Dust Return

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

SiO2 13,32 1.675,05 60,08 27,88 Al2O3 3,29 414,26 101,96 4,06 Fe2O3 1,94 244,48 159,69 1,53 CaCO3 76,11 9.573,61 100,09 95,65 MgCO3 5,14 646,31 84,31 7,67 H2O 0,20 25,45 18,02 1,41 Total 100,00 12.579,17 138,20

91 Tabel 19. Komposisi Raw Meal Setelah Dust Return

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

SiO2 13,32 15.075,49 60,08 250,91 Al2O3 3,29 3.728,31 101,96 36,57 Fe2O3 1,94 2.200,34 159,69 13,78 CaCO3 76,11 86.162,49 100,09 860,88 MgCO3 5,14 5.816,83 84,31 68,99 H2O 0,20 229,05 18,02 12,71 Total 100,00 113.212,50 1.243,83 (2) Hot meal

Derajad kalsinasi = 75 % mole Reaksi kalsinasi CaCO3:

CaCO3  CaO + CO2 (13)

Tabel 20. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di SP dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

CaCO3 860,88 645,66 215,22 kmol/jam

CaO 645,66 645,66 kmol/jam

CO2 645,66 645,66 kmol/jam

Tabel 21. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di SP dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

CaCO3 86.162,49 64.621,86 21.540.62 kg/jam

CaO 36.206,80 36.206.80 kg/jam

CO2 28.415,07 28.415.07 kg/jam

Reaksi kalsinasi MgCO3:

92 Tabel 22. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di SP dalam kmol/jam

Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

MgCO3 68,99 51,74 17,25 kmol/jam

MgO 51,74 51,74 kmol/jam

CO2 51,74 51,74 kmol/jam

Tabel 23. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di SP dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

MgCO3 5.816,83 4.362,62 1.454,21 kg/jam

MgO 2.085,45 2.085,45 kg/jam

CO2 2.277,17 2.277,17 kg/jam

Tabel 24. Komposisi Hot Meal Masuk Rotary Kiln

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

SiO2 18,32 15.075,49 60,08 250,91 Al2O3 4,53 3.728,31 101,96 36,57 Fe2O3 2,67 2.200,34 159,69 13,78 CaCO3 26,18 21.540,62 100,09 215,22 MgCO3 1,77 1.454,21 84,31 17,25 CaO 44,00 36.206,80 56,08 645,66 MgO 2,53 2.085,45 40,30 51,74 Total 100,00 82.291,22 1.231,12 (3) Gas buangan SP

Pembakaran batubara di suspension preheater. Pembakaran unsur karbon (C)

Reaksi pembakaran karbon dari batubara:

93 Tabel 25. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di SP dalam kmol/jam

Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

C 159,75 159,75 kmol/jam

O2 159,75 159,75 kmol/jam

CO2 159,75 159,75 kmol/jam

Tabel 26. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di SP dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

C 1.918,71 1.918,71 kg/jam

O2 5.111,81 5.111,81 kg/jam

CO2 7.030,52 7.030,52 kg/jam

Pembakaran unsur hidrogen (H)

Reaksi pembakaran hidrogen dari batubara:

2H2 + O2 → 2H2O (36)

Tabel 27. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di SP dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

H2 82,48 82,48 kmol/jam

O2 41,24 41,24 kmol/jam

H2O 82,48 82,48 kmol/jam

Tabel 28. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di SP dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

H2 166,27 166,27 kg/jam

O2 1.319,65 1.319,65 kg/jam

H2O 1.485,92 1.485,92 kg/jam

Pembakaran unsur belerang (H)

Reaksi pembakaran belerang dari batubara:

94 Tabel 29. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di SP dalam kmol/jam

Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

S 0,59 0,59 kmol/jam

O2 0,59 0,59 kmol/jam

SO2 0,59 0,59 kmol/jam

Tabel 30. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di SP dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

S 18,93 18,93 kg/jam

O2 18,89 18,89 kg/jam

SO2 37,82 37,82 kg/jam

Dari hasil perhitungan stoichiometri pembakaran batubara di atas, dapat disimpulkan bahwa banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran batubara adalah sebesar 6.450,35 kg/jam.

Komponen-kmponen yang terdapat dalam gas buangan SP antara lain: Gas karbon dioksida (CO2)

- CO2 hasil pembakaran batubara SP : 7.030,52 kg/jam - CO2 hasil kalsinasi CaCO3 di SP : 28.415,07 kg/jam - CO2 hasil kalsinasi MgCO3 di SP : 2.277,17 kg/jam - CO2 dari gas buangan kiln : 25.405,54 kg/jam + Massa CO2 total keluar SP : 63.128,29 kg/jam

95 Uap air (H2O)

- H2O dari raw meal : 229,05 kg/jam

- H2O dari batubara SP : 249,60 kg/jam - H2O hasil pembakaran batubara SP : 1.485,92 kg/jam - H2O dari udara primer SP : 101,45 kg/jam - H2O dari udara tersier : 606,33 kg/jam - H2O dari gas buangan kiln : 5.496,60 kg/jam + Massa CO2 total keluar SP : 8.168,96 kg/jam

Gas belerang dioksida (SO2)

- SO2 hasil pembakaran batubara SP : 37,82 kg/jam - SO2 dari gas buangan kiln : 81,63 kg/jam + Massa SO2 total keluar SP : 119,44 kg/jam

Gas nitrogen (N2)

- N2 dari batubara SP : 49,51 kg/jam - N2 dari udara primer SP : 2.594,08 kg/jam - N2 dari udara tersier : 15.503,60 kg/jam - N2 dari gas buangan kiln : 44.869,31 kg/jam + Massa N2 total keluar SP : 63.016.50 kg/jam

Gas oksigen (O2)

- O2 dari batubara SP : 963,64 kg/jam - O2 dari udara primer SP : 787,67 kg/jam - O2 dari udara tersier : 4.707,52 kg/jam - O2 dari gas buangan kiln : 1.749,10 kg/jam - O2 untuk pembakaran batubara SP : - 6.450,35 kg/jam + Massa O2 total keluar SP : 1.757,58 kg/jam

96 Tabel 31. Komposisi Gas Buangan Suspension Preheater

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

CO2 46,35 63.128,29 44,01 1.434,42 H2O 6,00 8.168,96 18,02 453,45 SO2 0,09 119,44 64,06 1,86 N2 46,27 63.016,50 28,01 2.249,51 O2 1,29 1.757,58 32,00 54,93 Total 100,00 136.190,77 4.194,17

2. Neraca Massa di Rotary Kiln a. Massa masuk rotary kiln

(1) Hot meal

Massa hot meal masuk rotary kiln dihitung di neraca massa suspension

preheater.

(2) Batubara kiln

Massa batubara kiln = 7,27 ton/jam = 7.266,67 kg/jam

Daily Report Operation, 10 April 2013

Tabel 32. Komposisi Batubara Kiln

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

C 56,99 4.141,38 12,01 344,81 H 4,94 358,88 1,01 356,06 O 28,62 2.079,94 16,00 130,00 N 1,47 106,87 14,01 7,63 S 0,56 40,86 32,07 1,27 H2O 7,41 538,74 18,02 29,90 Total 100,00 7.266,67 869,67

97 (3) Udara primer kiln

Kapasitas blower = 8.100 m3/jam

Damper opening = 100 %

Massa udara = 8.100 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 1 = 8.061,12 kg/jam

= 234,79 kg/jam

Massa udara kering = 8.061,12 – 234,79 = 7.826,33 kg/jam

Mol udara kering = 271,27 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 271,27 kmol/jam = 214,31 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 271,27 kmol/jam = 56,97 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = 214,31 kmol/jam × 28,01 kg/kmol = 6.003,44 kg/jam

Massa O2 dalam udara = 56,97 kmol/jam × 32,00 kg/kmol = 1.822,89 kg/jam

98 (4) Udara sekunder

Udara sekunder masuk rotary kiln dihitung di neraca massa air

quenching cooler.

b. Massa keluar rotary kiln (1) Clinker panas

Kalsinasi CaCO3 di rotary kiln:

Tabel 33. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di Kiln dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

CaCO3 215,22 215,22 kmol/jam

CaO 645,66 215,22 860,88 kmol/jam

CO2 215,22 215,22 kmol/jam

Tabel 34. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi CaCO3 di Kiln dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

CaCO3 21.540,62 21.540,62 kg/jam

CaO 36.206,80 12.068,93 48.275,73 kg/jam

CO2 9.471,69 9.471,69 kg/jam

Kalsinasi MgCO3 di rotary kiln:

Tabel 35. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di Kiln dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

MgCO3 17,25 17,25 kmol/jam

MgO 51,74 17,25 68,99 kmol/jam

99 Tabel 36. Stoichiometri Reaksi Kalsinasi MgCO3 di Kiln dalam kg/jam

Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

MgCO3 1.454,21 1.454,21 kg/jam

MgO 2.085,45 695,15 2.780,60 kg/jam

CO2 759,06 759,06 kg/jam

Tabel 37. Komposisi Clinker Panas

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

SiO2 20,92 15.075,49 60,08 250,91 Al2O3 5,17 3.728,31 101,96 36,57 Fe2O3 3,05 2.200,34 159,69 13,78 CaO 66,99 48.275,73 56,08 860,88 MgO 3,86 2.780,60 40,30 68,99 Total 100,00 72.060,47 1.231,12

(2) Gas buangan kiln

Pembakaran batubara di rotary kiln. Pembakaran unsur karbon (C)

Tabel 38. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di Kiln dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

C 344,81 344,81 kmol/jam

O2 344,81 344,81 kmol/jam

CO2 344,81 344,81 kmol/jam

Tabel 39. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Karbon di Kiln dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

C 4.141,38 4.141,38 kg/jam

O2 11.033,42 11.033,42 kg/jam

100 Pembakaran unsur hidrogen (H)

Tabel 40. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di Kiln dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

H2 178,03 178,03 kmol/jam

O2 89,01 89,01 kmol/jam

H2O 178,03 178,03 kmol/jam

Tabel 41. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Hidrogen di Kiln dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

H2 358,88 358,88 kg/jam

O2 2.848,35 2.848,35 kg/jam

H2O 3.207,24 3.207,24 kg/jam

Pembakaran unsur belerang (S)

Tabel 42. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di Kiln dalam kmol/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

S 1,27 1,27 kmol/jam

O2 1,27 1,27 kmol/jam

SO2 1,27 1,27 kmol/jam

Tabel 43. Stoichiometri Reaksi Pembakaran Belerang di Kiln dalam kg/jam Komponen Mula-mula Bereaksi Setimbang Satuan

S 44,86 44,86 kg/jam

O2 40,77 40,77 kg/jam

SO2 81,63 81,63 kg/jam

Dari hasil perhitungan stoichiometri pembakaran batubara di atas, dapat disimpulkan bahwa banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran batubara adalah sebesar 13.922,54 kg/jam.

101 Komponen-kmponen yang terdapat dalam gas buangan SP antara lain:

Gas karbon dioksida (CO2)

- CO2 hasil pembakaran batubara kiln : 15.174,79 kg/jam - CO2 hasil kalsinasi CaCO3 di kiln : 9.471,69 kg/jam - CO2 hasil kalsinasi MgCO3 di kiln : 759,06 kg/jam + Massa CO2 total keluar kiln : 25.405,54 kg/jam

Uap air (H2O)

- H2O dari batubara kiln : 538,74 kg/jam - H2O hasil pembakaran batubara kiln : 3.207,24 kg/jam - H2O dari udara primer kiln : 234,79 kg/jam - H2O dari udara sekunder : 1.515,83 kg/jam + Massa H2O total keluar kiln : 5.496,60 kg/jam

Gas belerang dioksida (SO2)

SO2 hasil pembakaran batubara kiln : 81,63 kg/jam

Gas nitrogen (N2)

- N2 dari batubara kiln : 106,87 kg/jam - N2 dari udara primer kiln : 6.003,44 kg/jam - N2 dari udara sekunder : 38.758,99 kg/jam + Massa N2 total keluar kiln : 44.869,31 kg/jam

Gas oksigen (O2)

- O2 dari batubara kiln : 2.079,94 kg/jam - O2 dari udara primer kiln : 1.822,89 kg/jam - O2 dari udara sekunder : 11.768,81 kg/jam - O2 untuk pembakaran batubara SP : -13.922,54 kg/jam + Massa O2 total keluar kiln : 1.749,10 kg/jam

102 Tabel 44. Komposisi Gas Buangan Rotary Kiln

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

CO2 32,74 25.405,54 44,01 577,27 H2O 7,08 5.496,60 18,02 305,11 SO2 0,11 81,63 64,06 1,27 N2 57,82 44.869,31 28,01 1.601,71 O2 2,25 1.749,10 32,00 54,66 Total 100,00 77.602,17 2.540,03

3. Neraca Massa di Air Quenching Cooler a. Massa masuk air quenching cooler

(1) Clinker panas

Massa clinker panas masuk air quenching coler dihitung di neraca massa

rotary kiln.

(2) Udara pendingin

Throat fan 1

Kapasitas blower = 29.319 m3/jam

Damper opening = 20 %

Massa udara = 29.319 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,20

= 5.835,65 kg/jam

= 169,97 kg/jam

Massa udara kering = 5.835,65 – 169,97

= 5.665,68 kg/jam

103 Mol N2 dalam udara = 0,79 × 196,38 kmol/jam

= 155,14 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 196,38 kmol/jam

= 41,24 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = 155,14 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

= 4.346,05 kg/jam

Massa O2 dalam udara = 41,24 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

= 1.319,64 kg/jam

Throat fan 2

Kapasitas blower = 23.707 m3/jam

Damper opening = 90 %

Massa udara = 23.707 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,90

= 21.233,89 kg/jam

= 618,46 kg/jam

Massa udara kering = 21.233,89 – 618,46

= 20.615,42 kg/jam

Mol udara kering = 714,56 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 714,56 kmol/jam

104 Mol O2 dalam udara = 0,21 × 714,56 kmol/jam

= 150,06 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = 564,52 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

= 15.813,73 kg/jam

Massa O2 dalam udara = 150,06 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

= 4.801,69 kg/jam

Cooling fan 1

Kapasitas blower = 84.050 m3/jam

Damper opening = 85 %

Massa udara = 84.050 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,85

= 71.099,58 kg/jam

= 2.070,86 kg/jam

Massa udara kering = 71.099,58 – 2.070,86

= 69.028,71 kg/jam

Mol udara kering = 2.392,65 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 2.392,65 kmol/jam

= 1.890,19 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 2.392,65 kmol/jam

105 Massa N2 dalam udara = 1.890,19 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

= 52,950,72 kg/jam

Massa O2 dalam udara = 502,46 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

= 16.078,00 kg/jam

Cooling fan 2

Kapasitas blower = 78.831 m3/jam

Damper opening = 80 %

Massa udara = 78.831 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,80

= 62.762,09 kg/jam

= 1.828,02 kg/jam

Massa udara kering = 62.762,09 – 1.828,02

= 1.828,02 kg/jam

Mol udara kering = 2.112,07 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 2.112,07 kmol/jam

= 1.668,54 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 2.112,07 kmol/jam

= 443,54 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = 1.668,54 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

106 Massa O2 dalam udara = 443,54 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

= 14.192,61 kg/jam

Cooling fan 3

Kapasitas blower = 49.268 m3/jam

Damper opening = 65 %

Massa udara = 49.268 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,65 = 31.870,48 kg/jam

= 928,27 kg/jam

Massa udara kering = 31.870,48 – 928,27

= 30.942,22 kg/jam

Mol udara kering = 1.072,51 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 1.072,51 kmol/jam

= 847,28 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 1.072,51 kmol/jam

= 225,23 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = 847,28 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

= 23.735,23 kg/jam

Massa O2 dalam udara = 225,23 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

107

Cooling fan 4

Kapasitas blower = 25.745 m3/jam

Damper opening = 60 %

Massa udara = 25.745 m3/jam × 0,9952 kg/m3 × 0,60

= 15.372,85 kg/jam

= 447,75 kg/jam

Massa udara kering = 15.372,85 – 447,75

= 14.925,10 kg/jam

Mol udara kering = 517,33 kmol/jam

Mol N2 dalam udara = 0,79 × 517,33 kmol/jam

= 408,69 kmol/jam

Mol O2 dalam udara = 0,21 × 517,33 kmol/jam

= 108,64 kmol/jam

Massa N2 dalam udara = 408,69 kmol/jam × 28,01 kg/kmol

= 11.448,78 kg/jam

Massa O2 dalam udara = 108,64 kmol/jam × 32,00 kg/kmol

108 Massa total udara masuk cooler = 208.174,54 kg/jam

Massa total uap air dalam udara = 6.063,34 kg/jam Massa total udara kering = 202.111,21 kg/jam Massa total N2 masuk cooler = 155.035,97 kg/jam Massa total O2 masuk cooler = 47.075,24 kg/jam

b. Massa keluar air quenching cooler Asumsi distribusi udara dari cooler: Udara tersier = 10 % wt

Udara sekunder = 25 % wt

Exhaust gas = 65 % wt

(1) Clinker dingin

Massa dan komposisi clinker dingin dianggap sama dengan massa dan komposisi clinker panas. Massa dan komposisi clinker panas dihitung di neraca massa rotary kiln.

(2) Udara sekunder

Massa udara sekunder = 52.043,64 kg/jam

Tabel 45. Komposisi Udara Sekunder

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

H2O 2,91 1.515,83 18,02 84,14

N2 74,47 38.758,99 28,01 1.383,59

O2 22,61 11.768,81 32,00 367,79

109 (3) Udara tersier

Massa udara tersier = 20.817,45 kg/jam

Tabel 46. Komposisi Udara Tersier

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

H2O 2,91 606,33 18,02 33,66

N2 74,47 15.503,60 28,01 553,44

O2 22,61 4.707,52 32,00 147,12

Total 100,00 20.817,45 734,21

(4) Exhaust gas

Massa exhaust gas = 135.313,45 kg/jam

Tabel 47. Komposisi Exhaust Gas

Komponen Komposisi, % wt Massa, kg/jam BM, kg/kmol Mol, kmol/jam

H2O 2,91 3.941,17 18,02 218,77

N2 74,47 100.773,38 28,01 3.597,33

O2 22,61 30.598,91 32,00 956,25

Total 100,00 135.313,45 4.772,35

Dokumen terkait