BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
2. Saran
Untuk lebih meningkatkan kualitas batubara blending maka disarankan pada penelitian selanjutnya untuk dilakukan analisa ultimat full yang didalamnya termasuk penentuan kadar karbon (C), hidrogen (H) dan nitrogen (N) pada batubara hasil blending.
Untuk analisa desulfurisasi disarankan pada penelitian selanjutnya apabila masih menggunakan kawat gosok sebagai media untuk mengikat sulfur pada batubara agar menambahkan waktu proses desulfurisasi dan juga dapat meningkatkan suhu pada ruang proses analisa desulfurisasi agar proses desulfurisasi bisa lebih optimal.
Untuk mencari komposisi bahan biomassa blendingan dengan batubara yang lebih baik untuk penelitian selanjutnya dapat mencari bahan atau tumbuhan bio-massa yang lain yang memiliki kualitas arang yang mumpuni untuk menaikkan kualitas batubara sub-bituminus.
DAFTAR PUSTAKA
Aladin, A. 2011. Sumber Daya Alam Batubara (Edisi 1 ed). Bandung, Indonesia:
CV. Lubuk Agung
Bledzki, A.K., A.A. Mamun, J. Volk, 2010. Barley husk and coconut shell reinforced polyropelene composites: The e_ect of _bre physical, chemical and surface properties, Composites Science and Technology, Vol. 70, pp. 840-846
Carpenter, A. M. 1995. Coal Blending for Power Stations (Vol. 81). Lexington, KY: IEA Coal Research.
Dalipang, Robertus Laurensius.2017.Hasil Penelitian Variasi Rasio Blending Batubara.Kutai Barat, Indonesia.PT Trubaindo Coal Mining
Davis, W. T. 2000. Air Polution Engineering Manual (Second Edition ed). New York: Jhon Willy & Sons, Inc
Demirbas. 2002. Demineralization and Desulphurization of Coals via Column Froth Flotation and Different Methods. Journal of Energy Conversion &
Management, 43, 885-895
Dinas Pertambangan & Energi, P. S. 2001. Perencanaan Strategik (RENSTRA) Tahun 2001-2005. Provinsi Sulawesi Selatan, Makassar
Fajaruddin. 2010. Perancangan Tungku Briket Batubara Untuk Penyulingan Daun Nilam Kapasitas 40 Kilogram. Tugas Akhir, Universitas Sriwijaya, Jurusan Teknik Mesin: Palembang
Hessley, R K, dkk. 1986. Coal Sience (Tenth Edition) ed). New York: John Wiley
& Sons, Inc
Kirk R E dan Othmer D F. 1979. Encyclopedia of Chemical Technology (Third Edition ed, Vol. VI). New York: Johm Wiley & Sons, Inc
Koestoer R A, dkk. 1997. Studi Tentang Batubara: Potensi, Teknologi dan Prospek Pemanfaatannya. Depok
Krevelen, D W. 1993. Coal: Typology Physics Chemistry Constitution. Third Edition
Larsen, J W. 1987. Organic Chemistry of Coal. Washington D C: American Chemical Society
Mheaa, Nck. 2011. Dezulfurisasi Batubara. Mheaa_Nck.Blogspot. Diakses pada tanggal 14 April 2017
Nukman. 2008. Pengaruh Pencampuran Batubara Semi Antrasit dan Sub-Bituminus Terhadap Nilai Proksimat, Nilai Ultimat, Kadar Sulfur dan Nilai Kalori serta Karakteristik Pembakarannya dengan Menggunakan Oksigen. Jurnal Rekayasa Sriwijaya, 17 (3).
Nukman. 2007. Pengaruh Pencampuran Batubara Muda Dari Sumatera Selatan dan Kalimantan Selatan Terhadap Suhu Pembakarannya dengan Menggunakan Fixed Bed Combustor. Jurnal Sains Materi Indonesia, 10 (3), 284-287
Pari G, dkk. 2009. Mutu Arang Aktif dari Serbuk Gergaji Jati. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 27 (4): 381-398. Pusat Penelitian dan pengembangan Hasil Hutan, Bogor
Razjevic, K. 1976. Handbook of Thermodynamic Tabels and Charts. New York:
McGraw-Hill Book Company
Roesyadi A, dkk. 2005. Karakteristik, Desulfurisasi dan Deashing Batubara Asal Sulawesi Secara Flotasi. Jurnal Terakreditasi Nasional Media Teknik UGM, XXVII (1)
Shaha, A K. 1974. Combustion Engineering and Fuel Technology. New Delhi:
Oxford and Publishing Co
Suprapto, S. 2009. Blending Batubara Untuk Pembangkit Listrik: Studi Kasus PLTU Surabaya Unit 1-4. Jurnal Teknologi Mineral dan Batubara, V, 31-39
Suyartono dan Indria B. 2000. The Future Coal and Its Industry in Indonesia.
Indonesia Mining Journal, VI, 78-85
Weihong, L. 1998. Market Analysis and Environmental Effect of Clean Coal Technology.
NO KEGIATAN
BULAN
MARET APRIL MEI JUNI
I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV
1
Persiapan
a. Studi Literatur b. Penyusunan
Proposal c. Seminar
Proposal
2
Proses Penelitian a. Persiapan alat
pirolisis b. Pengambilan
Sekam Padi c. Proses pirolisis
sekam padi d. Pengambilan
sample batubara e. Proses grinding
dan pengayakan batubara
f. Desulfurisasi batubara
g. Proses blending h. Uji Lab
3 Penyelesaian a. Pembuatan
laporan
b. Seminar hasil (skripsi)
PROSEDUR ANALISA PRIKSIMATE, ULTIMATE (SULFUR) DAN NILAI KALOR
A. Prosedur Preparasi Sample Batubara 1. Ringkasan Metode
Preparasi yang dimaksud disini adalah mempersiapkan cuplikan contoh batubara yang mewakili seluruh contoh asal apa adanya (original sample) untuk keperluan analisis batubara (analisis proksimate, ultimate dan nilai kalor).
Preparasi meliputi kegiatan pengeringan, pengecilan, pencampuran (mixing) dan penghalusan sample. Metode preparasi mengacuh pada prosedur ASTM D.2013-1980.
2. Peralatan
a) Oven Pengering (suhu 40˚C)
b) Alat Penghancur dan Penghalus (pengayak) c) Pan Pengering (tahan karat)
d) Mesin Pencampur e) Timbangan Analitik 3. Prosedur
a) Ditimbang contoh batubara hasil sampling sesegera mungkin dalam pan pengering.
b) Contoh batubara digerus dan diayak pada ukuran 4.75 mm.
c) Dikeringkan contoh batubara tersebut pada suhu 40˚C dalam oven pengering sampai berat relative konstan. Dalam hal ini ditimbang setiap 1-2 jam sampai beratnya tetap dengan maksimum 0.1%.
d) Dicatat persen kehilangan (L) %.
e) Dihitung kadar air bebasnya (free moisture).
f) Contoh digerus pada ukuran 0.212 mm, kemudian di homogenkan.
g) Hasil contoh ukuran 0.212 mm ini dikemas rapi dalam botol atau plastik tertutup rapat. Contoh ini siap untuk dilakukan analisis proksimate, ultimate dan nilai kalori.
4. Perhitungan Kadar Air
Kadar air dalam batubara meliputi kadar air bebas (free moisture), kadar air sisa atau air lembab (inherent moisture) dan kadar air total (total moisture).
a) Kadar Air Bebas (Free Moisture)
Kadar air bebas yang dimaksudkan disini adalah kadar air yang dihitung berdasarkan jumlah air yang lepas selama pemanasan suhu 40˚C, dengan persamaan :
Mfree =
b) Kadar Air Lembab (Inherent Moisture)
Kadar air lembab yang dimaksudkan disini adalah kadar air batubara (basis kering) yang dihitung berdasarkan jumlah air yang lepas selama pemanasan pada suhu 105-110 ˚C (diuraikan dalam prosedur analisis proksimate). Selanjutnya penyebutan moisture dalam tulisan ini maka yang dimaksud adalah air lembab (M).
c) Kadar Air Total (total Moisture)
Kadar air total batubara adalah jumlah kadar air bebas (Mfree) dengan kadar air lembab (M) dengan pemanasan :
Mtot = Mfree + M
B. Prosedur Analisis Proksimate Batubara
Analisis Proksimate batubara menggunakan prosedur Standar ASTM, meliputi empat hal sebagai berikut :
1. Moisture : Prosedur ASTM 1980 No: D 3173-73, hal 387-389 Suhu : 105-110 ˚C
2. Ash : Prosedur ASTM 1980 No: D 3174-73, hal 390-391 Suhu 700-750 ˚C
3. Volatile Matter : Prosedur ASTM 1980 No: D 3175-77, hal 392-395 Suhu 950 ± 20 ˚C
4. Fixed Carbon : Terhitung, FC (%) = 100 – (Moisture + Ash + VM)
1. Analisis Moisture Ringkasan Metode
Moisture (air) ditentukan melalui penetapan berat yang hilang ketika sample dipanasi dibawah kontrol kondisi yang ketat, yaitu berat sample, suhu (105-110
˚C), waktu (1 jam) dan tekanan 1 atmosphere.
Peralatan Analisis
a) Oven Pengering (Moisture Free Space Oven) 105-110 ˚C b) Neraca Analitik
c) Krusibel Petri (Petridish) Ø 44 mm (ASTM) dan tutupnya d) Udara kering (kompresor) (metode ASTM)
e) Desikator Prosedur
a) Pastikan aliran listrik pada alat MFS (Moisture Free Space) Oven dalam posisi “ON”.
b) Naikkan suhu MFS Oven hingga ke posisi suhu terkalibrasi terakhir yaitu 105-110 ˚C.
c) Set kecepatan aliran gas dua hingga empat kali volume oven tiap menit.
d) Untuk penimbangan awal petridish. Lakukan pemanasan awal petridish beserta tutup, dimana sample akan mongering. Kemudian dinginkan dalam desikator selama 15-30 menit. Timbang dan catat sebagai M1.
e) Tuangkan sebanyak 1 ± 0.0100 gr sample kedalam petridish, mencatat hasil penimbangan petridish, tutup dan sample sebagai M2, meratakan permukaan sample kemudian tutup kembali,
f) Letakkan petridish diatas tray metal, buka tutup petridish dan masukkan petridish tanpa tutup kedalam MFS Oven, alirkan udara kering dana tur aliran gas sesuai yang tertera pada alat (pastikan gas sudah dialirkan terlebih dahulu). Biarkan selama 1 jam (ASTM sesuai uji verifikasi).
g) Buka Oven, keluarkan petridish dari oven dan tutup petridish dengan segera kemudian masukkan kedalam desikator sampai mencapai suhu ruang sambal dialirkan udara kering ke dalam desikator.
h) Timbang petridish, tutup dan sample kering. Catat massa hasil penimbangan sebagai M3.
i) Mengerjakan sample secara “duplo” untuk setiap langkah pengerjaan mulai langkah d sampai langkah h.
Perhitungan
% M =
%M = Moisture in the analysis sample (Inherent Moisture) M1 = Berat Petridish kosong + tutup (gr)
M2 = Berat Petridish + tutup + sample sebelum pengeringan (gr) M3 = Berat Petridish + tutup + sample setelah pengeringan (gr)
2. Analisa Abu (Ash Content) Ringkasan Metode
Kadar abu (Ash Content) ditentukan dengan cara melanjutkan pemanasan residu sample batubara untuk analisa moisture diatas. Ash ditentukan melalui penetapan berat yang hilang ketika sample dipanasi dibawah kontrol kondisi yang ketat, yaitu berat sample, suhu (700 - 750 ˚C), waktu (3 - 3.5 jam).
Peralatan Analisis
a) Ash Furnace (suhu maksimal 1000 ˚C) b) Neraca Analitik
c) Krusibel Silika d) Penjepit Krusibel Prosedur Analisis
a) Timbang krusibel kosong pada neraca analitik dengan ketelitian 0.0001 g. catat massa hasil penimbangan sebagai M1.
b) Tuangkan 1.0 ± 0.0100 gr kedalam krusibel pada neraca. Catat massa hasil penimbangan sebagai M2. Ratakan permukaan sample dengan cara mengetuk pelan-pelan krusibel.
c) Bawa sample ke furnace ash. Buka pintu furnace dan masukkan krusibel berisi sample kedalam furnace pada suhu kamar dengan menggunakan penjepit krusibel.
d) Naikkan suhu furnace sampai 500 ± 10 ˚C dalam kurun waktu 1 jam e) Untuk pengaturan suhu furnacenya kemudian naikkan lagi suhu
furnace dari 500 ± 10 ˚C mencpai 750 ± 15 ˚C pada 1 jam kedua, selanjutnya pertahankan pada suhu 750 ± 15 ˚C untuk dua jam.
f) Matikan furnace kemudian keluarkan krusible dari dalam dan biarkan hingga dingin (± 10 menit).
g) Timbang krusibel dan residu dengan neraca analitik. Catat massa hasil penimbangan sebagai M3.
h) Buang residu dan bersihkan krusibel dengan kuas. Timbang kembali krusibel dengan neraca analitik. Catat massa hasil penimbangan sebagai M4.
i) Kerjakan sample secara “duplo” untuk setiap langkah pengerjaan diatas.
Perhitungan
% Ash =
% Ash = Kadar Abu dalam sample (Ash Content) M1 = Berat krusibel kosong (gr)
M2 = Berat krusibel + sample batubara (gr)
M3 = Berat krusibel + residu hasil pembakaran (gr) M4 = Berat Krusibel kosong setelah pembakaran (gr) 3. Analisa Volatile Matter (Zat Mudah Terbang)
Ringkasan Metode
Volatile Matter ditentukan melalui penetapan berat yang hilang (setalah koreksi dengan Moisture Inherent) ketika sample dipanaskan dibawah kontrol kondisi yang ketat, yaitu berat sample, suhu (950 ± 20 ˚C), waktu (7 menit).
Peralatan Analisis
a) Muffle Furnace (Volatile Matter Furnace) b) Neraca Analitik
c) Krusibel untuk penetapan Volatile Matter dan tutupnya d) Penjepit Krusibel (gegep)
e) Timer (stopwatch) Prosedur Analisis
a) Naikkan suhu furnace hingga 950 ± 20 ˚C
b) Timbang krusibel dan tutupnya pada neraca analitik. Catat massa penimbangan sebagai M1.
Catatan :
Tutup krusibel harus pas.
c) Tuangkan 1.0000 ± 0.0100 gr sample kedalam krusibel kemudian tutup krusibel dengan penutupnya. Timbang dan catat massa hasil penimbangan sebagai M2.
d) Goyangkan kemudian ketuk-ketuk krusibel pelan-pelan sampai diperoleh permukaan sample yang rata. Letakkan krusibel secara
vertikal pada stand krusibel. Semua posisi pada stand krusibel harus terisi walaupun krusibel dalam keadaan kosong.
e) Melakukan langkah b) sampai d) untuk duplo masing-masing sample.
f) Masukkan stand krusibel ke dalam furnace, usahakan bagian tengah stand krusibel tepat berada diatas ujung thermocouple. Tutup dan kunci pintu furnace secepatnya.
Catatan keselamatan :
Gunakan pelindung muka/face shield dan sarung tangan agar terhindar dari paparan panas furnace.
g) Set timer dan tunggu sampai 7 menit.
h) Buka pintu furnace, keluarkan stand krusibel dan letakkan pada bidang datar dan biarkan (dingin). Pendinginan selanjutnya dilakukan dalam desikator ; waktu pendinginan sesuai dengan verifikasi (±10 menit).
i) Timbang krusibel, tutup dan sample hasil sisa pembakaran. Catat hasil penimbangan sebagai M3.
j) Buang sisa pembakaran dan masukkan krusibel kedalam tanur untuk membakar sisa pembakaran. Bersihkan dengan kuas sisa pembakaran sebelum digunakan kembali.
k) Untuk batubara yang memercik dapat dilakukan dengan cara memanaskan pada suhu 600 ± 50 ˚C yang dicapai selama 6 menit.
Perhitungan
% VM = x 100 - % IM
Dimana % IM = kadar air dalam sample 4. Analisis Fixed Carbon (FC)
Fixed Carbon tiada lain adalah persen berat batubara setelah dikoreksi dengan nilai kandungan Moisture, Ash dan Volatile Matter, jadi :
C. Prosedur Analisis Sulfur
Metode analisa sulfur dalam batubara menggunakan temperatur tinggi pada tungku pembakaran dan deteksi infra-red pada alat Leco S-144 DR
1. Peralatan Analisa
a) Alat Leco S-144 DR b) Neraca Analitik c) Boat Sample
2. Prosedur Analisis
2.1. Menyalakan Instrumen
a) Pastikan gas oksigen sudah terpasang pada instrument dan setting regulator gas pada tekanan 35 psi.
b) Nyalakan determinator S-144 DR. Pindahkan saklar power ke posisi
“ON”.
c) Nyalakan balance. Tekan tombol power dan tunggu sampai muncul angka pada layar balance.
d) Nyalakan komputer dan printer.
e) Klik ganda icon S-144 DR pada layar dekstop komputer untuk mengaktifkan software.
2.2. Persiapan Sample
a) Sebelum analisa dilakukan “Ambient Monitor” pada menu diagnostik harus sudah dalam keadaan stabil.
b) Sebelum analisa sample, lakukan running blank 3 sampai 5 kali untuk conditioning instrument. Lakukan hal yang sama jika anhydron barub diganti.
c) Pastikan semua metode yang akan digunakan untuk analisa sample sudah dikalibrasi.
2.3. Analisa Sample
a) Klik add sample atau tekan F3 pada keyboard untuk menambah jumlah sample. Pilih Metode yang sesuai dengan analisa yang akan digunakan
b) Timbang 0.2500 gr sample yang akan dianalisa, letakkan sample boat (crucible) diatas neraca.
c) Tekan TARE untuk menera sampai stabil (0.0000).
d) Letakkan sample yang akan dianalisa kedalam sample boat (crucible).
Sample dibuat serata mungkin pada crucible.
e) Tekan tombol print (Ω) pada balance atau masukkan secara manual bobot timbangan ke dalam komputer setelah pembacaan stabil.
f) Tekan Analyze atau tombol F4 pada keyboard untuk mulai analisa.
g) Tunggu sampai muncul pesan “Push The Boat Into The Furnace”
kemudian dorong sample boat (crucible) ke dalam furnace sampai menyentuh Boat Stop.
h) Pada tahap ini, sample akan dibakar didalam pipa furnace pada suhu operas 1350 ˚C dengan dialiri oksigen. Sulfur yang terkandung didalam sample akan teroksidasi menjadi gas sulfur dioksida, sedangkan moisture dan partikel lainnya akan diserap oleh anhydrous magnesium perchlorate. Aliran gas akan mengalir melewati IR cell dimana sulfur dioksida akan diukur oleh detektor absobsi infrared, sehingga didapatkan nilai Total Sulfur.
i) Setelah analisa selesai keluarkan sample boat (crucible).
j) Kerjakan analisa diatas secara duplo.
D. Analisis Nilai Kalori (Metode Leco AC – 350)
Nilai kalor batubara sebelum dan setelah desulfurisasi dengan metode flotasi diukur dengan menggunakan alat bomb kalorimeter.
1. Peralatan Analisa
a) Alat kalorimeter merk Leco (dengan menggunakan metode analisa Isoperibol AC – 350)
b) Neraca Analitik c) Krusibel d) Gas Oksigen 2. Prosedur Analisis
2.1 Menyalakan instrument
a) Pastikan gas oksigen sudah terpasang pada instrument (terhubung langsung dari tabung gas ke alat) dan setting regulator pada tekanan 450 psi
b) Tekan saklar power ke posisi ON (letak saklar dibagian belakang instrument)
c) Nyalakan balance dengan menekan tombol power.
d) Nyalakan printer.
e) Tunggu sampai “Ambient Monitor” stabil (kurang lebih 2-5 menit) 2.2 Persiapan Analisa
a) Sebelum analisa dilakukan “Ambient Monitor” pada menu diagnostic sudah stabil.
b) Sebelum melakukan analisa sample pastikan instrument sudah dikalibrasi dengan standar sample (Benzoic Acid). Isi bomb bucket dengan Aquadest sebanyak 2000 mL sesuai takaran pipet Tank.
3. Analisa Sample
a) Dari menu utama pilih [1] ANALYZE kemudian isi parameter-parameter seperti metode, operator, ID Code, Weight, Fuse, Nitrogen dll.
b) Timbang sample yang akn dianalisa. Letakkan sample boat (krusibel) diatas neraca, selanjutnya tekan TARE untuk menera sampai stabil (0.0000 g).
c) Letakkan sample yang akan dianalisa ke dalam sample boat (krusibel) dan timbang hingga ± 1 gr
d) Tekan tobol PRINT (Ω) pada Neraca atau masukkan secara manual setelah pembacaan stabil.
e) Letakkan sample yang berisi sample dan pasang Fuse Wire pada Sample Holder.
f) Pasang sample holder ke combustion vessel (Bomb) kemudian isi bomb dengan gas oksigen sampai ± 420 psi.
g) Letakkan combustion Vessel (Bomb) ke dalam Bomb Bucket kemudian tutup Cover Bucket
h) Tekan tombol START untuk memulai analisa, kemudian pilih Bomb 1, 2, 3 atau 4 sesuai yang dipakai untuk analisa.
i) Kapasitas panas calorimeter ditentukan dengan membakar sejumlah massa Benzoic Acid dalam oksigen. Sample yang ingin dianalisis dibakar dengan kondisi yang sama. Nilai kalori dari sample yang dianalisa dihitung secara otomatis oleh alat AC – 350 dengan mengalikan nilai kapasitas panas dengan kenaikan temperatur terkoreksi dibagi dengan berat sample yang dianalisa.
j) Setelah sample habis terbakar, secara otomatis besarnya nilai kalori akan muncul pada layar.
Note :
Tekan tombol RESET pada saat analisa untuk membatalkan anlisa.
Apabila setelah 10 detik tidak ada perubahan suhu (ΔT), ini berarti tidak terjadi pembakaran (missfire).
Nilai kalori yang dihitung dengan alat AC – 350 masih belum dikurangi dengan nilai koreksi sulfur, sehingga perlu dihitung lagi secara manual.
4. Kalibrasi Bomb Kalorimeter
a) Sample standar : Benzoic Acid (dengan kandungan sulfur zero) b) Nilai kalor standar : 6318 kal/g (= 11364 btu/lb)
c) Setelah dibomb sebanyak 0.9879 g (berat 1 butir Benzoic Acid pada