ANALISIS DAN PENGUJIAN BATUBARA DALAM KAITAN
DENGAN PEMANFAATANNYA
PENDAHULUAN
Batubara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, komponen utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hydrogen dan oksigen. Batubara juga adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk. Analisis unsur memberikan rumus formula empiris seperti C137H97O9NS untuk bituminus dan C240H90O4NS untuk antrasit.
Sebagaimana kita ketahui bersama penyebaran batubara di Indonesia sangatlah banyak, terutama pada daerah Pulau Sumatera dan Pulau Kalimantan. Oleh karena itu, batubara telah dimanfaatkan manusia untuk berbagai keperluan karena jumlahnya banyak, mudah ditemukan, dan mudah digunakan. Salah satu kegunaan batubara didunia perindustrian adalah sebagai bahan bakar PLTU. Batubara memiliki beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kualitas dari batubara sebagai bahan bakar. Oleh karena itu, batubara bukan bahan bakar yang sempurna.
Kualitas batubara adalah sifat fisika dan kimia dari batubara yang mempengaruhi potensi kegunaannya. Kualitas batubara ditentukan oleh maseral dan
hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang. Kualitas batubara ini diperlukan untuk menentukan apakah batubara tersebut menguntungkan untuk ditambang selain dilihat dari besarnya cadangan batubara di daerah penelitian. Pada pembahasan di bawah ini akan dijelaskan metode analisis pengujian batubara dengan lebih rinci.
A. Kualitas Batubara
Batubara yang diperoleh dari penambangan pasti mengandung pengotor
(impurities). Keberadaan pengotor ini diperparah dengan kenyataan bahwa tidak mungkin memilih batubara yang bersih dan terbebas dari mineral. Penambangan dalam jumlah besar selalu menggunakan alat-alat berat seperti: bulldozer,
backhole, tractor, dan lainnya.
Batubara merupakan bahan baku pembangkit energi dipergunakan untuk industri. Mutu dari batubara akan sangat penting dalam menentukan peralatan yang dipergunakan. Untuk menentukan kualitas batubara, beberapa hal yang harus diperhatikan adalah:
1. High Heating Value (HHV)
High heating value sangat berpengaruh terhadap pengoperasian alat, seperti : pulverizer, pipa batubara, wind box, burner. Semakin tinggi high heating value maka aliran batubara setiap jamnya semakin rendah sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan.
2. 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.
3. Volatile Matter
Semakin tinggi fuel ratio maka karbon yang tidak terbakar semakin banyak.
4. Ash Content dan Komposisi
Kandungan abu akan terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konveksi dalam bentuk abu terbang atau abu dasar. 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.
5. Sulfur Content
Kandungan sulfur berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terjadi pada elemen pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah dari letak embun sulfur, disamping berpengaruh terhadap efektifitas penangkapan abu pada peralatan electrostatic precipator.
6. Coal Size
Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran <3mm,>
7. Hardgrove Grindability Index (HGI)
Kapasitas mill (pulverizer) dirancang pada Hardgrove grindability index
tertentu, maka untuk HGI lebih rendah kapasitasnya lebih rendah dari nilai patoknya untuk menghasilkan fineness yang sama. Makin tinggi harga HGI, makin lunak batubara tersebut.
8. Ash Fusion Characteristic
Ash Fusion Characteristic akan mempengaruhi tingkat fouling, slagging
dan operasi blower.
Cukup banyak parameter untuk menentukan kualitas batubara antara lain sebagai berikut:
1. Total moisture 2. Inherent moisture 3. Ash content 4. Volatile matter 5. Fixed carbon
6. Calorific value (kcal/kg) 7. Total sulphur (%) 8. Index hardgrove 9. Index muai bebas 10. Roga index 11. Gray king 12. Diatometri 13. Nitrogen 14. Phosphor 15. P2O5 16. Plastometri
Dalam pemanfaatan suatu jenis batubara tertentu perlu diketahui satu set data kualitas batubara yang diperlukan untuk suatu keperluan tertentu. Data ini diperoleh dari hasil suatu analisis pengujian. Dari sekian banyak parameter kualitas batubara, biasanya hanya beberapa saja yang bermakna dalam melanjutkan suatu kemanfaatan tertentu. Tetapi dengan mempunyai data lengkap parameter kualitas batubara dari suatu cadangan tertentu, akan lebih terlihat seluruh kemungkinan pemanfaatan batubara tersebut yang dapat membantu industri pemakai.
Pada prinsipnya dikenal dua jenis pengujian analisis untuk kualitas batubara yaitu Analisis Prosikmat (Proximate analysis) dan Analisis Ultimate (Ultimate Analysis/Elemental Analysis)
1. Analisis Proksimat
Analisis proksimat batubara bertujuan untuk menentukan kadar
moisture (air dalam batubara) kadar moisture ini mencakup pula nilai free moisture serta toal moisture, ash (debu), volatile matters (zat terbang), dan
fixed carbon (karbon tertambat). Moisture ialah kandungan air yang terdapat dalam batubara sedangkan abu (ash) merupakan kandungan residu non-combustible yang umumnya terdiri dari senyawa-senyawa silika oksida (SiO2), kalsium oksida (CaO), karbonat, dan mineral-mineral lainya volatile matters adalah kandungan batubara yang terbebaskan pada temperatur tinggi tanpa keberadaan oksigen. Fixed carbon ialah kadar karbon tetap yang terdapat dalam batubara setelah volatile matters dipisahkan dari batubara. 2. Analisis Ultimat
Analisis ultimat dijalankan dengan analisis kimia untuk menentukan kadar karbon (C), Hidrogen (H2), Oksigen (O2), Nitrogen (N2), dan Belerang (S). Keberadaan dan sifat dari unsur-unsur tersebut sebanding dengan peringkat batubara, semakin tinggi rank batubara semakin tinggi kandungan karbonnya, sementara kandungan hidrogen dan oksigennya akan semakin berkurang. Sedangkan nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi begantung dari material pembentuk batubara. Analisis karbon pada ultimate
tidak sama dengan analisis fixed carbon. Fixed carbon merupakan kadar karbon terlambat atau karbon tetap tertinggal bersama abu bila batubara telah dibakar tanpa oksigen dan setelah zat volatile habis. Fixed carbon merupakan kadar karbon yang pada temperatur penetapan voliatile matter tidak menguap sedangkan karbon yang menguap pada temperatur tersebut termasuk kedalam
3. Analisis Steaming Coal
a. Niai Kalori b. Ash Content
D. Pengujian Batubara
Pengujian batubara adalah untuk menentukan mutu dari batubara tersebut. Ada 3 pengujian batubara, antara lain:
1. Pengujian mekanis
Analisis pada komoditas batubara meliputi penentuan sifat fisik melalui pengujian mekanis. Sifatnya seperti kekerasan, kekuatan, atau kekompakan partikel batubara yang diukur dengan indeks kekerasan. Sedangkan ukuran butiran batubara dapat diukur dengan ayakan (mesh). 2. Pengujian sifat pembakaran
Pada sifat pembakaran kita menganalisis panas dari batubara dan titik leleh abu batubara. Panas yang dilepaskan batubara dalam proses pembakaran merupakan reaksi eksotermal yang melibatkan senyawa hidrokarbon, oksigen dan komponen lain. Berdasarkan standar ASTM titik leleh batubara ditetapkan pada kondisi reduksi dengan campuran gas CO + CO2 dan kondisi oksidasi dengan bantuan udara. Sedangkan menurut BS titik leleh abu batubara pada kondisi reduksi dengan campuran gas H2 + CO2 dan kondisi oksidasi dengan bantuan udara.
3. Pengujian sifat karbonisasi
KESIMPULAN
Dari pembahasan di atas maka dapat diperoleh kesimpulan antara lain sebagai berikut:
1. Analisis batubara dapat dilakukan dengan metode analisis proksimat, analisis ultimat dan analisis steaming coal.
2. Dalam menentukan kualitas batubara hal yang perlu diperhatikan sebagai berikut : Ash Fusion Characteristic, Hardgrove Grindability Index (HGI),
Coal Size, Sulfur Content, Ash Content dan Komposisi, Volatile Matter,
Moisture Content, High Heating Value (HHV).
3. Pengujian batubara dapat dilakuan dengan 3 cara yaitu pengujian mekanis, pengujian sifat pembakaran, dan pegujian sifat karbonisasi.
DAFTAR PUSTAKA
http://irlandapalupi.blogspot.com
http://www.slideshare.net/kgsmuhammadrezaardhiansyah1/parameter-kualitas-dan-pemanfaatan-batubara.
