• Tidak ada hasil yang ditemukan

LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN YIELD

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "LAMPIRAN A CONTOH PERHITUNGAN YIELD"

Copied!
7
0
0

Teks penuh

(1)

LAMPIRAN A

CONTOH PERHITUNGAN YIELD

Batubara merupakan campuran banyak senyawa yang sifatnya sulit digeneralisasi (non-conventional). Karena itu komponen-komponen dan sifat kimiawi batubara perlu dikonversi menjadi senyawa-senyawa lain dengan sifat yang telah diketahui (conventional, yaitu sifat kimia dan fisik yang sudah tersimpan dalam data termodinamika). Konversi ultimate analysis batubara Tanjung Enim dan Air Laya (Tabel A. 1) menjadi senyawa-senyawa: C, CO, CH4, H2S, H2, H2O, N2, dan

abu disajikan dalam pasal ini. Konversi tersebut bertumpu pada neraca elemen (atom): C, H, O, N dan S, serta komponen abu.

Tabel A. 1. Ultimate dan proximate analysis batubara Tanjung Enim db = dry basis, wb = wet basis

Batubara

Tanjung Enim Ultimate Analysis, % (dry basis)

Abu 5,29 C 63,6 H 3,8 S 0,55 N 0,7 O 26,1 Cl 0,004

Proximate Analysis, % (dry basis)

Inherent Moisture Conntent 18,7 (wb)

Abu 5,29

VM 51,78

FC 42,93 Langkah pertama adalah memasukkan air-lembab (moisture) ke dalam

komposisi dasar basah, atau konversi ultimateanalysis dasar kering menjadi ultimate analysis dasar basah (contoh dengan batubara Tanjung Enim):

a. C (dasar basah) = 63,60% x (100%-18,7%) = 51,71% b. H (dasar basah) = 3,80% x (100%-18,7%) = 3,09% c. N (dasar basah) = 0,70% x (100%-18,7%) = 0,57% d. S (dasar basah) = 0,55% x (100%-18,7%) = 0,45% e. O (dasar basah) = 26,10% x (100%-18,7%) = 21,22% f. Ash (dasar basah) = 5,29% x (100%-18,7%) = 4,26 % g. Chlorine (dasar basah) = 0,004% x (100%-18,7%) = 0,003 %

Dengan basis perhitungan 1 kg batubara dasar basah, komposisi dan jumlah elemen C, H, O, N, S, dan abu disajikan pada Tabel A. 2. Pada konversi ini, moisture content masih diperhatikan sebagai H2O, bukan dikonversi menjadi atom H dan

atom O.

(2)

Tabel A. 2. Komposisi Batubara Tanjung Enim (dasar basah) Komponen Komposisi (% db) Komposisi (% wb) Massa (gram) H2O 18,70 187,0 C 63,60 51,71 517,1 H 3,80 3,09 30,9 N 0,70 0,57 5,7 S 0,55 0,45 4,5 O 26,10 21,22 212,2 Abu 5,29 4,26 42,6 Cl 0,004 0,003 0,3 Total 100,00 100,00 1000,0

Langkah selanjutnya adalah konversi ultimate analysis dasar basah menjadi senyawa-senyawa konvensional: CO, CH4, H2S, H2, H2O, N2, ash dan C, seperti

disajikan dalam Gambar A. 1 (basis perhitungan 1000 gram batubara dasar basah).

H2O 18,70 C 51,71 H 3,09 CO ..?.. CH g 4 ..?.. g H2S ..?.. g H2 ..?.. g H2O ..?.. g N2 ..?.. g Ash ..?.. g C ..?.. g Cl2 ..?.. g Total 1000 g N 0,57 S 0,45 O 21,22 Abu 4,26 Cl 18,70 Total 100,00% massa 1000 g Reaktor RYIELD YCO, YCH4, YH2S, YH2, YH2O, YN2, Yash, YC

Gambar A. L.1. Pemodelan konversi batubara menjadi senyawa konvensional Perolehan produk (Yield) didefinisikan sebagai:

= massa senyawa 100% Y

massa batubara basah (A. 1) Jadi: YCO = (massa CO yang terbentuk)/(massa batubara basah)

YCH4, = (massa CH4 yang terbentuk)/(massa batubara basah)

. ... ... ... dan seterusnya.

Dengan memperhatikan analisis derajat kebebasan soal, perhitungan neraca atom untuk menentukan Yield setiap komponen (Yi) harus disertai dengan asumsi-asumsi

tambahan, misalnya:

a. semua ash dari batubara terkonversi menjadi ash b. semua atom N dari batubara terkonversi menjadi N2

c. semua atom S dari batubara terkonversi menjadi H2S

d. 70% massa C dari batubara terkonversi menjadi C e. 5% massa C dari batubara terkonversi menjadi CH4

(3)

Dengan basis perhitungan massa batubara basah = 1000 gram, Yield masing-masing komponen adalah sebagai berikut.

Abu = 42,6 g → Yabu = 4,26% N2 = 5,7 g → YN2 = 0,57% H2S = x 4,5g 32 34 = 4,78 g → YH2S = 4,78% C = 70% x 517,1 g = 361,97 g → YC = 36,20% CH4 = 5% x 517,1 gx 12 16 = 34,47 g → YCH4 = 3,45% Cl2 = 0.3g Æ YCl2 = 0,003% Neraca Komponen:

Atom C: Cbatubara, masuk = Ccarbon, keluar + CCH4, keluar + CCO, keluar

517,1 = 361,97 + 25,855 + 28 12 CO CO = 129,175 x 12 28 = 301,41 g → YCO = 30,14%

Atom O: Obatubara, masuk + OH2O, masuk = O CO, keluar + O H2O, keluar

212,2 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 187 18 16 x = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 28 16 41 , 301 x + 18 16 H2O H2O = 206,19 x 16 18 = 231,96 g → YH2O = 23,20%

Atom H: Hbatubara, masuk + HH2O masuk = HCH4, keluar + HH2O, keluar + HH2, keluar

30,9 + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 187 18 2 x = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 47 , 34 16 4 x + ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 96 , 231 18 2 x + H2 H2 = 17,29 g → YH2 = 1,73%

Sebagai tambahan contoh model, perhitungan neraca atom untuk dua macam asumsi konversi C dari batubara menjadi C dan CH4 disajikan dalam Tabel A. 3.

Pada pemodelan lanjut masih banyak pengembangan yang dapat dilakukan terutama dalam analisis fixed carbon dan volatile matter yang dapat tersusun dari berbagai senyawa.

Tabel A. 3. Distribusi Yield dengan dua asumsi distribusi C dari batubara

Model 1 Model 2

Konversi C batubara menjadi C 70% 60%

Konversi C batubara menjadi CH4 5% 5%

Komponen hasil konversi : Yield

Abu 4,26% 4,26% C 36,20% 31,03% CO 30,14% 42,23% CH4 3,45% 3,45% H2S 4,78% 4,78% H2 1,73% 2,59% H2O 23,20% 15,43% N2 0,57% 0,57% Total 100,00% 100,00% A-3

(4)

LAMPIRAN B

SIMULASI GASIFIKASI BATUBARA MENGGUNAKAN ASPEN

PLUS

Pemodelan dan simulasi lanjut dilakukan dengan simulator proses Aspen-Plus dengan tujuh model subroutine (lihat Gambar B. 1):

a. RSTOIC: untuk perhitungan neraca massa berdasarkan pada persamaan stoikiometri reaksi yang diberikan.

b. RYIELD: untuk perhitungan neraca massa dan energi konversi batubara menjadi senyawa-senyawa konvensional (lihat lampiran A)

c. RGIBBS: untuk perhitungan neraca massa dan energi, serta kesetimbangan reaksi kimia, berdasarkan perhitungan termodinamika minimisasi energi bebas Gibbs. d. FLASH2: untuk memisahkan vapor-liquid.

e. HEATER: untuk menurunkan/memanaskan aliran. f. SPLITTER: untuk membagi aliran.

g. COMPRESSOR: untuk menaikkan.menurunkan tekanan.

Untuk menjaga kesetimbangan neraca energi dalam proses gasifikasi, subroutine diatas, di samping dihubungan dengan aliran massa, juga dilengkapi dengan aliran energi (lihat Gambar B. 1). Dengan cara ini, energi yang masuk atau keluar dari blok subroutine dapat dipenuhi secara seimbang. Gasifikasi dalam Aspen-plus diwakili oleh RSTOIC, FLASH2, RYIELD, dan RGIBBS.

Aliran Qloss bertanda masuk ke dalam gasifier namun memiliki nilai negatif, pengubahan tanda aliran ini bertujuan agar besar Qloss dapat divariasikan. Gas produser keluaran gasifier dimanfaatkan panasnya dalam WHB, temperatur akhir gas produser di set sebesar 600 0C dengan memanipulasi laju alir dari umpan WHB, temperatur 600 0C merupakan temperatur kondensasi tar. Steam diproduksi pada WHB pada tekanan sesuai dengan tekanan gasifikasi. Steam yang dihasilkan dari WHB sebagian digunakan untuk proses gasifikasi sisanya masuk ke dalam steam turbine.

RSTOIC FLASH2

RYIELD

RGIBBS COAL WETCOAL DRYCOAL

WATER INBURN GP OKSIGEN QSTOIC QFLASH QYIELD QLOSS Q

Gambar B. 1. Contoh rangkaian proses gasifikasi batubara

(5)

Simulasi dilakukan dengan basis perhitungan laju alir batubara 100 kg/jam. Umpan yang digunakan adalah batubara Air Laya. Tiga fasilitas penting di dalam Aspen-Plus perlu digunakan sebagai bantuan dalam perhitungan simulasi proses gasifikasi .

1. Calculator dalam Aspen dapat digunakan untuk melakukan perhitungan sesuai dengan keinginan kita, misalnya mengubah satuan atau menghitung besaran-besaran yang belum dihasilkan langsung dari perhitungan Aspen.:

2. Sensitivity Analysis:: digunakan untuk melihat pengaruh dari suatu besaran terhadap besaran lainnya jika besaran tersebut divariasikan.

3. Design Spesicifation: yang merupakan perangkat pada Aspen-Plus yang dapat digunakan untuk men-spesifikasi suatu nilai atau besaran dengan memvariasikan besaran lain.

Prosedur simulasi gasifikasi dengan menggunakan Aspen adalah sebagai berikut: Spesifikasi Umum

1. Klik untuk melanjutkan, kemudian OK.

2. Pada judul, tulislah Getting Started with Solids – Simulation 1. 3. Pada Accounting, tulislah minimal satu huruf

4. Pada Stream Class field, klik dan pilih MIXNCPSD.

Spesifikasi Komponen

1. Pada komponen ID fields, masukkan komponen yang terlibat. Dibagi sebagai berikut:

„ Komponen konvensional; H2O, N2, O2, H2, CO, CO2, SO2, dan lain-lain

„ Komponen solid; C

„ Komponen nonkonvensional; Coal, ASH. Tipe komponen dipilih pada type field.

(6)

3. Pada Enthalpy Model name field, klik dan pilih HCOALGEN.

Spesifikasi Aliran Batubara

1. Klik untuk melanjutkan, kemudian OK. 2. Mengisi spesifikasi aliran Coal terdiri atas: • Kondisi aliran; T, P, laju alir, dan komposisi • Particle size distribution (PSD)

• Component attributes: ultanal, proxanal, dan sulfanal Pengisian berturut-turut sebagai berikut.

(7)

Gambar

Tabel A. 1. Ultimate dan proximate analysis batubara Tanjung Enim  db = dry basis, wb = wet basis
Gambar A. L.1. Pemodelan konversi batubara menjadi senyawa konvensional  Perolehan produk (Yield) didefinisikan sebagai:
Tabel A. 3. Distribusi  Yield dengan dua asumsi distribusi C dari batubara
Gambar B. 1. Contoh rangkaian proses gasifikasi batubara

Referensi

Dokumen terkait

[r]

BBPPKS tidak terlibat proses perekrutan peserta; widyaiswara mempersiapkan rancang bangun dan media pembelajaran;(2)proses diklat dimulai ketika peserta registrasi

T ujuan penelitian ini adalah pertama untuk memprediksi kebutuhan air bersih kawasan pemukiman dan industri, sehingga diperoleh iI!fonnasi tentang kebutuhan air di

Kloset Duduk keramik merk Mono Blok Toto buah. Kloset Duduk keramik merk

Menurut pengakuan para pejabat berkompeten di Dinas Perhubungan, Kebudayaan, Pariwisata dan Kominfo Kota Kotamobagu yang sempat diwawancarai bahwa impelementasi

Berdasarkan hasil penelitian dan analisis data mengenai pengaruh Inflasi, Suku Bunga dan Book Value terhadap harga saham pada perusahaan±perusahaan yang terdaftar dalam Indeks

Setelah server kalian sudah benar-benar siap, sekarang kita akan memulai proses instalasi Squid Proxy versi 3.5.13 dengan cara melakukan compile secara manual. Ini dimaksudkan

Ribut Snack Purwokerto dengan membuat suatu aplikasi berbasis web untuk mengelola data inventory barang dengan menggunakan metode FIFO (First In First Out).. Dengan adanya sistem