KUALITAS BATUBARA

(1)

1

KUALITAS BATUBARA

Baik buruknya suatu kualitas batubara

ditentukan oleh penggunaan batubara itu

sendiri.

Batubara yang berkualitas baik untuk

penggunaan tertentu, belum tentu baik pula

untuk penggunaan yang lainnya, begitu juga

sebaliknya

(2)

Kualitas suatu batubara dapat ditentukan

dengan cara analisa parameter tertentu baik

secara fisik maupun secara kimia.

Parameter yang ditentukan dari suatu analisa

batubara tergantung tujuan untuk apa

batubara tersebut digunakan.

KUALITAS BATUBARA

(3)

3

Parameter Kualitas Batubara

 Total MoistureTotal Moisture  ProximateProximate

 Total SulfurTotal Sulfur

 Calorific ValueCalorific Value  HGIHGI

 Ultimate AnalysisUltimate Analysis

 Ash Fusion TemperatureAsh Fusion Temperature  Ash AnalysisAsh Analysis

(4)

MOISTURE DALAM BATUBARA

KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTURE

Inherent Moisture Extraneous Moisture EQM

MHC

Surface Moisture

(5)

5

Tinggi Rendahnya Total Moisture akan

tergantung pada :

 Peringkat BatubaraPeringkat Batubara  Size DistribusiSize Distribusi

 Kondisi Pada saat SamplingKondisi Pada saat Sampling

KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTURE

(6)

Semakin tinggi peringkat suatu batubara

semakin kecil porositas batubara tersebut

atau semakin padat batubara tersebut.

Dengan demikian akan semakin kecil juga

moisture yang dapat diserap atau ditampung

dalam pori batubara tersebut.

Hal ini menyebabkan semakin kecil

kandungan moisturenya khususnya inherent

KUALITAS BATUBARA

Peringkat Batubara

(7)

7

Porositas internal

Lower Rank Coal Porositas internal High Rank Coal

Inherent Moisture Tinggi Inherent Moisture Rendah

POROSITAS BATUBARA

(8)

Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka

semakin besar luas permukaanya.

Hal ini menyebabkan akan semakin tinggi

surface moisturenya. Pada nilai inherent

moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang

dikarenakan naiknya surface moisture.

KUALITAS BATUBARA

Size Distribusi

(9)

9

Total Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi

pada saat batubara tersebut di Sampling.

Yang termasuk dalam kondisi sampling

adalah :

 Kondisi batubara pada saat disamplingKondisi batubara pada saat disampling  Size distribusi sample batubara yang Size distribusi sample batubara yang

diambil terlalu besar atau terlalu kecil.

 Cuaca pada saat pengambilan sample.Cuaca pada saat pengambilan sample.

KUALITAS BATUBARA

Kondisi Sampling

(10)

Penentuan Total Moisture biasanya

dibagai menjadi dua tahap penentuan

yaitu :

 Penentuan Free Moistrue atau air dry lossPenentuan Free Moistrue atau air dry loss  Penentuan Residual moisturePenentuan Residual moisture

KUALITAS BATUBARA

Penentuan Total Moisture

(11)

11

TM Sample Portion

Air Drying

Air Drying Oven DryingOven Drying

Berat Konstan (ADL)

Berat Konstan (ADL) Berat Konstan (ADL)Berat Konstan (ADL)

Residual Moisture (RM) Residual Moisture (RM) Equilibrium Equilibrium Residual Moisture (RM) Residual Moisture (RM) Timbang Timbang

TM = ADL + RM(1-ADL/100)

ADL

(12)

 Dalam komersial, Total Moisture seringDalam komersial, Total Moisture sering

dijadikan parameter penentu berat cargo

akhir, atau bahkan sebagai batasan

Reject.

 Total Moisture juga digunakan sebagai Total Moisture juga digunakan sebagai

faktor dalam penentuan basis As

Received, baik untuk nilai kalori maupun

untuk parameter lainnya.

KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTURE

Adjustment Cargo = Tonase X (100-TM act)/(100-TM kontrak)

(13)

13 KUALITAS BATUBARA

TOTAL MOISTURE

P(ar) = P (ad) X (100-TM)/(100-M(ad))

P(ar) = Parameter dalam as Received Basis P(ad) = Parameter dalam air dried basis

TM = Total Moisture

(14)

(15)

15

Air dried moisture

Ash Content Ash Content Volatile Matter Volatile Matter Fixed carbon Fixed carbon KUALITAS BATUBARA

PROXIMATE ANALYSIS

(16)

Moisture In the analysis samples

Inherent Moisture

Adalah moisture yang terkandung dalam

batubara setelah batubara tersebut

dikering udarakan

KUALITAS BATUBARA

AIR DRIED MOISTURE

(17)

17

 Besar kecilnya nilai ADM dipengaruhi oleh Besar kecilnya nilai ADM dipengaruhi oleh

peringkat batubara. Semakin tinggi

peringkat batubara, semakin rendah

kandungan ADM nya.

 Nilainya tergantung pada humuditas dan Nilainya tergantung pada humuditas dan

temperature ruangan dimana moisture

tersebut dianalisa.

 Nilainya tergantung juga pada preparasi Nilainya tergantung juga pada preparasi

sample sebelum ADM dianalisa (Standar

preparasi)

KUALITAS BATUBARA

Sifat-Sifat ADM

(18)

ISO STANDARD

ISO

STANDARD _STANDARD_STANDARDASTM ASTM

Sample Sample Air drying 30oC, 6 jam Air drying 30oC, 6 jam Milling to 0.212mm Milling to 0.212mm Analisa Analisa Sample Sample Air drying Sampai konstan Air drying Sampai konstan Milling to 0.250mm Milling to 0.250mm Analisa Analisa PREPARASI SAMPLES PREPARASI SAMPLES

(19)

19 19

Penentuan ADM

Sample Batubara di preparasi, dan digerus sampai ukuran

0.212mm atau 0.250 mm,

KUALITAS BATUBARA

AIR DRIED MOISTURE

105 o _C

1 Gram sample

ditimbang Heated in oven at 105-107 deg C – 3 h

Mad = M2 - M3

M1 X 100 Mad = Air dried Moisture

M1 = Mass of Original sample

(20)

MOISTURE IN THE ANALYSIS SAMPLES

(21)

21

KUALITAS BATUBARA

AIR DRIED MOISTURE

Digunakan dalam

mengkonversi basis

parameter analisa dari

air dried basis ke basis

lainnya.

(22)

ASH CONTENT

 Batubara sebenarnya tidak mengandung abu, Batubara sebenarnya tidak mengandung abu,

melainkan mengandung mineral matter. Namun

sebagian mineral matter dianalisa dan

dinyatakan sebagai kadar Abu atau Ash Content.

 Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri

dari inherent dan extarneous.

 Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada

masa pembentukan batubara dan keberadaan

dalam batubara terikat secara kimia dalam

struktur molekul batubara

 Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi

atau sumber abu lainnya yang berasal dari luar

batubara.

(23)

23

Inherent Mineral Matter

Struktur molekul empiris batubara

(24)

Extraneous Ash

(25)

25

Sifat – Sifat kadar Abu

 Kadar abu dalam batubara tergantung pada Kadar abu dalam batubara tergantung pada

banyaknya dan jenis mineral matter yang

dikandung oleh batubara baik yang berasal dari

inherent atau dari extraneous.

 Kadar abu relatif lebih stabil pada batubara yang Kadar abu relatif lebih stabil pada batubara yang

sama. Oleh karena itu Ash sering dijadikan

parameter penentu dalam beberpa kalibrasi alat

preparasi maupun alat sampling.

 Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara

yang sama, semakin rendah nilai kalorinya.

 Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI

batubara.

(26)

Kegunaan kadar Abu

 Kadar abu didalam penambangan Kadar abu didalam penambangan

batubara dapat dijadikan penentu apakah

penambangan tersebut bersih atau tidak,

yaitu dengan membandingkan kadar abu

dari data geology atau planning, dengan

kadar abu dari batubara produksi.

 Kadar abu dalam komersial sering Kadar abu dalam komersial sering

dijadikan sebagai garansi spesifikasi atau

bahkan sebagai

bahkan sebagai rejection limit._{rejection limit.}

(27)

27

Penentuan kadar Abu

KUALITAS BATUBARA

815o_C

A_ad = M2 / M1 x 100

A_ad = Ash in the analysis samples M2 = Weight of ash (grams)

(28)

ASH CONTENT

(29)

29

VOLATILE MATTER

 Volatile matter/ zat terbang, adalah Volatile matter/ zat terbang, adalah

bagian organik batubara yang menguap

ketika dipanaskan pada temperature

tertentu.

 Volatile matter biasanya berasal dari Volatile matter biasanya berasal dari

gugus hidrokarbon dengan rantai alifatik

atau rantai lurus. Yang mudah putus

dengan pemanasan tanpa udara menjadi

hidrokarbon yang lebih sederhana seperti

methana atau ethana.

(30)

Sifat-Sifat Volatile Matter

 Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan

oleh peringkat batubara.

 Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan

semakin rendah kadar volatile matternya.

 Volatile matter memiliki korelasi dengan vitrinite Volatile matter memiliki korelasi dengan vitrinite

reflectance, semakin rendah volatile matter,

semakin tinggi vitrinite reflectancenya

(31)

31

Grafik Hubungan antara Volatile Matter dengan Vitrinite

Reflectance

(32)

Kegunaan Volatile Matter

 Volatile Matter digunakan sebagai Volatile Matter digunakan sebagai

parameter penentu dalam penentuan

peringkat batubara.

 Volatile matter dalam batubara dapat Volatile matter dalam batubara dapat

dijadikan sebagai indikasi reaktifitas

batubara pada saat dibakar.

 Semakin tinggi peringkat suatu batubara Semakin tinggi peringkat suatu batubara

akan semakin rendah kadar volatile

matternya.

(33)

33

Pengujian Volatile Matter

KUALITAS BATUBARA

900o_C

VM_ad = (M2 / M1) x 100 - Mad

VM_ad = Volatile Matter in the analysis samples M1 = Weight of Sample (grams)

M2 = Loss of weight (grams)

(34)

VOLATILE MATTER

(35)

35

SULFUR

KUALITAS BATUBARA

ORGANIC

SULFUR

PYRITIC

SULFUR

SULFAT

SULFUR

(36)

Sifat-Sifat SULFUR

 Kandungan sulfur dalam batubara sangat Kandungan sulfur dalam batubara sangat

bervariasi dan pada umumnya bersifat

heterogen sekalipun dalam satu seam

batubara yang sama. Baik heterogen

secara vertikal maupun secara lateral.

 Namun demikian ditemukan juga Namun demikian ditemukan juga

beberapa seam yang sama memiliki

kandungan sulfur yang relatif homogen.

(37)

37

Kegunaan SULFUR

 Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak

diinginkan, karena Sulfur dapat mempengaruhi sifat-sifat

pembakaran yang dapat menyebabkan slagging maupun

mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu

dapat berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi

sulfur dapat menyebabkan hujan asam. Oleh karena itu

dalam komersial, Sulfur dijadikan batasan garansi

kualitas, bahkan dijadikan sebagai rejection limit.

 Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara,

Sulfur tidak menyebabkan masalah bahkan sulfur

membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi

tersebut misalnya pada proses pengolahan Nikel seperti di

PT. INCO. Dan juga pada proses Coal Liquefaction

(Pencairan Batubara).

(38)

Pengujian SULFUR

KUALITAS BATUBARA

Combustion Boat

ALUMINA

1350 o _C

(39)

39

TOTAL SULFUR

(40)

KUALITAS BATUBARA

COAL 1350

o_C

H₂O+CO₂+SO₂+ etc

SO₂ + H₂O₂ + H₂SO₄

H₂SO₄ + 2 Na OH + Na₂SO₄ + 2 H₂O

+ Na₂B₄O₇ + 7 H₂O 2 Na OH + 4 H₃BO₃

REAKSI KIMIA PADA SAAT PENENTUAN SULFUR

(41)

41

STOICIOMETRY

 Miliequivalent S = Miliequivalent SO2 Miliequivalent S = Miliequivalent SO2

 Miliequivalent SO2 = Miliequivalent H2SO4 Miliequivalent SO2 = Miliequivalent H2SO4  Miliequivalent H2SO4 = Miliequivalent NaOHMiliequivalent H2SO4 = Miliequivalent NaOH

 Miliequivalent NaOH = Miliequivalent Borax (Na2B4O7)Miliequivalent NaOH = Miliequivalent Borax (Na2B4O7)  Miliequivalent Borax (NaMiliequivalent Borax (Na

2

2BB44OO77) = V) = V(ml)(ml) x N x N BoraxBorax

 Miliequivalent S = VMiliequivalent S = V_(ml)_(ml) x N x N

Borax

Borax (Na(Na22BB44OO7 7 ))

 Due to Blank test is regularly determined prior to determined the samples, Due to Blank test is regularly determined prior to determined the samples,

then the equation become :

 Miliequivalent S = (VMiliequivalent S = (V_(ml)_(ml)–V blank–V blank_(ml)_(ml)))xxN N

Borax

 Weight S in the sample (gram) = (VWeight S in the sample (gram) = (V_(ml)_(ml)–V blank–V blank_(ml)_(ml)))xxN N

Borax

Borax xx ME.SME.S

10001000

 ME. S = ½ MM = 32.08 /2 = 16.04ME. S = ½ MM = 32.08 /2 = 16.04

(42)

STOICIOMETRY

Weight Sulfur (gram) =

(V – Vb )x N x 16.04 1000

% Sulfur in the sample = (V – Vb )x N x 16.04

1000 x M X 100 % Sulfur in the sample = (V – Vb )x N

M 1.604 X

V = Volume of Titration used (Borax solution)

Vb = Volume of Titration used (Borax solution) in Blank Test N = Normality of Borax solution

M = Weight of Coal Sample

(43)

43

Calorific Value

Specific Energy

Higher heating Value

Calorific Value

Specific Energy

Higher heating Value

 Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan

dari pembakaran batubara.

 Nilai kalori batubara dapat dinyatakan Nilai kalori batubara dapat dinyatakan

dalam satuan: MJ/Kg , Kcal/kg, BTU/lb

 Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan

dalam Gross dan Net.

 Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan

dari pembakaran batubara.

 Nilai kalori batubara dapat dinyatakan Nilai kalori batubara dapat dinyatakan

dalam satuan: MJ/Kg , Kcal/kg, BTU/lb

 Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan

dalam Gross dan Net.

(44)

Calorific Value

KUALITAS BATUBARA

 Nilai Kalori dapat dinyatakan dalam satuan

yang berbeda :

 Calorific Value (CV)……(kcal/kg)  Specific Energy (SE) ….(Mj/kg)

 Higher Heating Value (HHV) = Gross CV  Lower Heating Value (LHV)= Net CV

 British Thermal Unit = Btu/lb

 Nilai Kalori dapat dinyatakan dalam satuan

yang berbeda :

 Calorific Value (CV)……(kcal/kg)

 Specific Energy (SE) ….(Mj/kg)

 Higher Heating Value (HHV) = Gross CV

 Lower Heating Value (LHV)= Net CV

 British Thermal Unit = Btu/lb

(45)

45

Konversi Nilai Kalori

Btu/Lb

Kcal/kg MJ/kg

Btu/Lb

1 0.5555

0.002326

Kcal/kg

1.8

1 0.004187

MJ/kg

429.923 238.846

1

( Btu/Lb / 1.8) ( Btu/Lb / 429.923) ( Kcal/kg / 238.85) Desired Given KUALITAS BATUBARA

(46)

LATIHAN

Kcal / kg

---Kcal / kg --- Btu/lb Btu/lb 5,600 kcal/kg X 1.8 = 10,080 Btu/lb 5,600 kcal/kg X 1.8 = 10,080 Btu/lb MJ / kg ---MJ / kg --- Kcal/kg Kcal/kg 25.6 MJ/kg X 238.85 = 6,115 kcal/kg 25.6 MJ/kg X 238.85 = 6,115 kcal/kg MJ / kg ---MJ / kg --- Btu/lb Btu/lb 25.6 MJ/kg X 429.93 = 11,006 Btu/lb 25.6 MJ/kg X 429.93 = 11,006 Btu/lb

(47)

47

Konversi Nilai Kalori

KUALITAS BATUBARA

 International Standard : (MJ/kg)

 Net CV = Gross CV – 0.212(H) - 0.008(O) - 0.0245(M)

 British Standard : (MJ/kg)

 Net CV = Gross CV – 0.212(H) - 0.007(O) - 0.0244(M)

 ASTM Standard : (J/g)

 Net CV = Gross CV – 215.5J/g X (H)

 ASTM Standard : (Btu/lb)

 Net CV = Gross CV – 92.67Btu/lb X (H)

(48)

Sifat-Sifat Nilai kalori Batubara

 Nilai Kalori batubara bergantung pada Nilai Kalori batubara bergantung pada

peringkat batubara, semakin tinggi nilai

kalorinya.

 Pada batubara yang sama Nilai kalori Pada batubara yang sama Nilai kalori

dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga

Abu. Semakin tinggi moisture atau abu,

semakin kecil nilai kalorinya.

 Nilai Kalori batubara bergantung pada Nilai Kalori batubara bergantung pada

peringkat batubara, semakin tinggi nilai

kalorinya.

 Pada batubara yang sama Nilai kalori Pada batubara yang sama Nilai kalori

dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga

Abu. Semakin tinggi moisture atau abu,

semakin kecil nilai kalorinya.

(49)

49

Pengujian Nilai kalori Batubara

KUALITAS BATUBARA

(50)

Proses Pembakaran

KUALITAS BATUBARA Electrode

(51)

51

CALORIFIC VALUE

(52)

HARDGROVE GRINDABILITY

INDEX

KUALITAS BATUBARA

 HGI, adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang

menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverise sampai ukuran 200 mesh atau 75 micron.

 HGI sangat penting bagi pengguna batubara di power

plant yang menggunakan pulverized coal.

 HGI tidak dapat dijadikan indikasi atau simulasi

performance dari suatu pulverizer atau milling secara

langsung, karena performance milling masih dipengaruhi oleh kondisi operasional Milling itu sendiri, seperti Mill

tention, Temperature primary air, setting classifier dan lain-lain. Namun demikian, HGI dapat dijadikan

pembanding untuk batubara yang satu dengan lainnya mengenai kemudahannya untuk dimilling.

 HGI, adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang

menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverise sampai ukuran 200 mesh atau 75 micron.

 HGI sangat penting bagi pengguna batubara di power

plant yang menggunakan pulverized coal.

 HGI tidak dapat dijadikan indikasi atau simulasi

performance dari suatu pulverizer atau milling secara

langsung, karena performance milling masih dipengaruhi oleh kondisi operasional Milling itu sendiri, seperti Mill

tention, Temperature primary air, setting classifier dan lain-lain. Namun demikian, HGI dapat dijadikan

pembanding untuk batubara yang satu dengan lainnya mengenai kemudahannya untuk dimilling.

(53)

53

Sifat-Sifat HGI

KUALITAS BATUBARA

 Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organik

batubara seperti jenis maceral dan lain-lain.

 Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka

semakin rendah HGI nya. Namun hal ini tidak terjadi pada bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk

jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa mencapai lebih dari 100.

 Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari

penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi dapat menaikan nilai HGI.

 Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan

moisture.

 Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organik

batubara seperti jenis maceral dan lain-lain.

 Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka

semakin rendah HGI nya. Namun hal ini tidak terjadi pada bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk

jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa mencapai lebih dari 100.

 Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari

penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi dapat menaikan nilai HGI.

 Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan

(54)

Pengujian HGI

KUALITAS BATUBARA

 HGI ditest dengan menggunakan mesin hardgrove.

Sample yang sudah digerus pada ukuran partikel tertentu kemudian dimasukan kedalam mesin hardgrove.

Selanjutnya digerus dengan menggunakan bola baja pada putaran (revolusi) tertentu.

 Batubara hasil gerusan kemudian discreen pada ukuran

200 mesh. Jumlah yang lolos pada screen ukuran 200 mesh dijadikan data dan dikalkulasi dengan

menggunakan hasil kalibrasi alat tersebut.

 HGI ditest dengan menggunakan mesin hardgrove.

Sample yang sudah digerus pada ukuran partikel tertentu kemudian dimasukan kedalam mesin hardgrove.

Selanjutnya digerus dengan menggunakan bola baja pada putaran (revolusi) tertentu.

 Batubara hasil gerusan kemudian discreen pada ukuran

200 mesh. Jumlah yang lolos pada screen ukuran 200 mesh dijadikan data dan dikalkulasi dengan

(55)

55

(56)

CONTOH KALKULASI DATA

(57)

57

Grafik Kalibrasi HGI

(58)

ULTIMATE ANALYSIS

KUALITAS BATUBARA • CARBON HYDROGEN OXYGEN SULFUR NITROGEN

(59)

59

Carbon,

Carbon, Hydrogen

Hydrogen

_{, Oxygen}

_,

Oxygen

,

_,

Nitrogen

KUALITAS BATUBARA

 Carbon, Hydrogen, dan Oxygen merupakan unsur dasar organik

pembentuk batubara.

 Sifat dari unsur-unsur tersebut mengikuti peringkat batubara.

Semakin tinggi peringkatnya, semakin tinggi Carbonnya, semakin rendah hydrogen dan oxygennya.

 Sedangkan Nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi

tergantung dari material pembentuk batubara. Sifatnya hampir sama dengan Sulfur.

 Dalam batubara peringkat tinggi, nitrogen terdapat dalam bentuk

senyawa pyridine yang berasosiasi dengan struktur aromatik,

sedangkan dalam batubara peringkat rendah, nitrogen ditemukan dalam bentuk senyawa amina dan terikat pada ikatan hidrokarbon alifatik.

 Nitrogen dalam batubara berasal dari tumbuhan pembentuk

batubara tersebut atau sebagai hasil dari aktifitas bakteri pada saat pembentukan peat.

 Carbon, Hydrogen, dan Oxygen merupakan unsur dasar organik

pembentuk batubara.

 Sifat dari unsur-unsur tersebut mengikuti peringkat batubara.

Semakin tinggi peringkatnya, semakin tinggi Carbonnya, semakin rendah hydrogen dan oxygennya.

 Sedangkan Nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi

tergantung dari material pembentuk batubara. Sifatnya hampir sama dengan Sulfur.

 Dalam batubara peringkat tinggi, nitrogen terdapat dalam bentuk

senyawa pyridine yang berasosiasi dengan struktur aromatik,

sedangkan dalam batubara peringkat rendah, nitrogen ditemukan dalam bentuk senyawa amina dan terikat pada ikatan hidrokarbon alifatik.

 Nitrogen dalam batubara berasal dari tumbuhan pembentuk

batubara tersebut atau sebagai hasil dari aktifitas bakteri pada saat pembentukan peat.

(60)

ULTIMATE

KUALITAS BATUBARA

 Dalam Geology Batubara, Ultimate

digunakan sebagai parameter penentu peringkat dan evaluasi-evaluasi lainnya.

 Sedangkan pada utilisasi batubara,

kandungan ultimate digunakan sebagai

dasar perhitungan stoiciometri udara yang diperlukan untuk membakar batubara

secara sempurna.

Udara Yang diperlukan dalam Liter(1 atm, 20oC) / kg Batubara

adalah:

35.8 ( 2.67 C+8.00 H+2.29 N+S-O)

 Dalam Geology Batubara, Ultimate

digunakan sebagai parameter penentu peringkat dan evaluasi-evaluasi lainnya.

 Sedangkan pada utilisasi batubara,

kandungan ultimate digunakan sebagai

dasar perhitungan stoiciometri udara yang diperlukan untuk membakar batubara

secara sempurna.

Udara Yang diperlukan dalam Liter(1 atm, 20oC) / kg Batubara

adalah:

(61)

61

Pengujian Carbon & Hydrogen

KUALITAS BATUBARA

Prinsip Pengujian:

COAL CO₂ + H₂O

CO₂ absorber H₂O absorber

Koreksi Carbonate Koreksi Moisture

(62)

Carbon & Hydrogen

(63)

63

Pengujian Nitrogen

KUALITAS BATUBARA Prinsip Pengujian: N in COAL destruksi NH₄+ NH₃ Destilasi alkali Alkalimetri / acidimetri

(64)

Nitrogen

(65)

65

Penentuan Oksigen

KUALITAS BATUBARA

Oksigen ditentukan tidak dengan

analisa laboratorium, melainkan

hasil kalkulasi pengurangan dari

100% dengan Moisture, Ash,

Carbon, Hydrogen, Nitrogen, dan

Sulfur

(66)

ASH FUSION TEMPERATURE

 Ash Fusion Temperature adalah titik leleh abu batubara

yang dinyatakan dalam temperature dalam berbagai kondisi pelelehan yaitu: Deformasi, Spherical,

hemispherical, dan flow.

 Berdasarkan kondisi atmosphere pada pengujiannya AFT

dibagi menjadi dua atmosphere, yaitu Reduksi dan Oksidasi.

 Ash Fusion Temperature adalah titik leleh abu batubara

yang dinyatakan dalam temperature dalam berbagai kondisi pelelehan yaitu: Deformasi, Spherical,

hemispherical, dan flow.

 Berdasarkan kondisi atmosphere pada pengujiannya AFT

dibagi menjadi dua atmosphere, yaitu Reduksi dan Oksidasi.

Mulai meleleh

Tinggi = Lebar

Tinggi = ½ Lebar

(67)

67

Sifat-Sifat AFT

KUALITAS BATUBARA

 Ash Fusion dalam batubara sangat bervariasi, ada yang

homogen dalam satu seam, ada juga yang sangat heterogen baik secara vertikal seam maupun secara lateral.

 Nilai AFT tergantung pada mineral matter yang dikandung

oleh batubara.

 Pada batubara produksi, nilai AFT dapat dipengaruhi oleh

dilusi atau material yang terbawa pada saat penambangan.

 AFT tidak selalu dapat dikorelasikan dengan ash analysis,

karena sebenarnya abu yang di gunakan pada saat

pengujian bentuknya bukan oksida semuanya. Melainkan masih dalam bentuk mineral.

 Ash Fusion dalam batubara sangat bervariasi, ada yang

homogen dalam satu seam, ada juga yang sangat heterogen baik secara vertikal seam maupun secara lateral.

 Nilai AFT tergantung pada mineral matter yang dikandung

oleh batubara.

 Pada batubara produksi, nilai AFT dapat dipengaruhi oleh

dilusi atau material yang terbawa pada saat penambangan.

 AFT tidak selalu dapat dikorelasikan dengan ash analysis,

karena sebenarnya abu yang di gunakan pada saat

pengujian bentuknya bukan oksida semuanya. Melainkan masih dalam bentuk mineral.

(68)

Kristal abu di bawah SEM

(69)

69

Kegunaan nilai AFT

 Ash Fusion Temperature dalam utilisasi dijadikan Ash Fusion Temperature dalam utilisasi dijadikan

indikasi karakteristik ash dalam pembakaran. indikasi karakteristik ash dalam pembakaran.

 Nilai AFT rendah tidak diinginkan dalam Nilai AFT rendah tidak diinginkan dalam

utilisasinya karena dianggap dapat utilisasinya karena dianggap dapat

menyebabkan slagging atau fouling pada menyebabkan slagging atau fouling pada

pipa-pipa boiler. pipa boiler.

 AFT juga digunakan dalam membuat rumus AFT juga digunakan dalam membuat rumus

empiris untuk memprediksi kecenderungan empiris untuk memprediksi kecenderungan

terjadinya slagging dalam boiler. terjadinya slagging dalam boiler.

(70)

Ash Fusion Temperature

(71)

71

Description Rem ark Raw CoalW ashed CoalCoal + BauxiteCoal + K aolinite

LTA Ash Extraction 5.7 4.5 8.6 8.6

Actinolite Calcium A lum inium Silicate 3.6

Kaolinite Al4Si4O10(OH)8 21.6 14.6 42.1

Illite KAl2(AlSi3O10)(OH2) 7.9 2.0 6.0 12.1

Quartz SiO2 11.3 5.1 8.9 9.4

Pyrite FeS2 0.9 1.1 1.2 0.7

Antase TiO2 0.9

Boehm ite Alum inium Oxy Hydroxide 0.4

Gibbsite Alum inium Oxy Hydroxide 33.0 1.5

Calcite CaCO3 0.4 Gypsum CaSO4.2H2O 3.2 Bassanite CaSO4.xH2O 43.0 48.0 26.8 25.2 Anhydrite CaSO4 0.4 Hexahydrite M gSO4 13.7 35.3 9.5 7.3 Jarosite (Na,K)Fe3(SO4)2(OH)6 1.2 0.8 0.6 Total 100.0 99.9 100.0 99.8 Quantitative XRD Mineralogy Quantitative XRD Mineralogy

(72)

Sifat –Sifat Ash Analysis

 Ash Analysis didalam batubara bersifat tidak typical dan Ash Analysis didalam batubara bersifat tidak typical dan

bervariasi dari satu seam ke seam lainnya atau didalam

seam itu sendiri.

 Kandungan komposisi abu tergantung pada unsur Kandungan komposisi abu tergantung pada unsur

pembentuk batubara, dan juga dipengaruhi oleh abu yang

berasal dari luar seperti dilusi atau material yang terbawa

selama penambangan.

 Abu batubara dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu : Abu Abu batubara dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu : Abu

lignitic dan Abu Bituminous

 Abu Lignitic = Fe2O3 < CaO + MgOAbu Lignitic = Fe2O3 < CaO + MgO

KUALITAS BATUBARA

(73)

73

Kegunaan Ash Analysis

 Sebagai indikator karakteristik abu didalam Sebagai indikator karakteristik abu didalam

pembakaran batubara.

 Prediksi sifat-sifat abu berdasarkan ash Prediksi sifat-sifat abu berdasarkan ash

analysis biasanya dinyatakan dalam beberapa

formula seperti :

 Rasio Basa /Asam:Rasio Basa /Asam:

 Slagging Factor : Basa / Asam X SSlagging Factor : Basa / Asam X S

(d)

 Fouling Factor : Basa / Asam x Na2OFouling Factor : Basa / Asam x Na2O

KUALITAS BATUBARA

Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2O SiO2 + Al2O3 + TiO2

(74)

Pengujian Ash Analysis

 Ash Analysis sesuai dengan nama paramternya ditentukan dari Ash Analysis sesuai dengan nama paramternya ditentukan dari

abu batubara.

 Abu batubara setelah dipreparasi dan dilarutkan, kemudian Abu batubara setelah dipreparasi dan dilarutkan, kemudian

diatomisasi dengan cara dibakar pada temperature tinggi,

kemudian selama atomisasi disinari dengan radiasi lampu yang

disesuaikan dengan unsur yang ditentukan

 Atom-atom unsur tersebut akan menyerap energi radiasi yang Atom-atom unsur tersebut akan menyerap energi radiasi yang

dipancarkan oleh lampu tersebut. Banyaknya energi yang diserap

berbanding lurus dengan banyaknya atom yang terdapat dalam

larutan tersebut.

 Dengan membandingkannya dengan grafik kalibrasi sample Dengan membandingkannya dengan grafik kalibrasi sample

standar, maka kadar unsur dari batubara dapat ditentukan.

(75)

75

Pengujian Ash Analysis

KUALITAS BATUBARA

Lampu

Sample

Atomizer

(76)

ASH ANALYSIS

(77)

77

BASIS PARAMETER

 AIR DRIED BASIS (ADB)AIR DRIED BASIS (ADB)

 AS RECEIVED BASIS (ARB)AS RECEIVED BASIS (ARB)  DRY BASIS (DB)DRY BASIS (DB)

 DRY ASH FREE (DAF)DRY ASH FREE (DAF)

(78)

AIR DRIED BASIS

 Semua parameter yang ditentukan dari Semua parameter yang ditentukan dari

sample batubara yang sudah di

sample batubara yang sudah di air dried _{air dried}

dinyatakan

dinyatakan dalam basis ADBdalam basis ADB

 Air dried basis disebut juga “as analysed” Air dried basis disebut juga “as analysed”

atau “as determined”.

(79)

79

AS RECEIVED BASIS

 As Received Basis adalah basis yang menyatakan As Received Basis adalah basis yang menyatakan

parameter kualitas batubara pada saat diterima.

 As Received Basis didasarkan pada kualitas batubara As Received Basis didasarkan pada kualitas batubara

dengan kandungan Total Moisture.

(100-TM)(100-TM)

P(ar) = P(adb) x ---P(ar) = P(adb) x

(100-Mad)(100-Mad)

P(ar) = Parameter (as received basis)

P(adb) = Parameter (air dried basis)

TM = Total MoistureTM = Total Moisture

(80)

CONTOH KALKULASI

(as Received Basis)

TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb

Ash (ar) = Ash(adb) x (100-TM)/(100-IM)

Ash (ar) = 4.7 x (100-25.5)/(100-16.4) = 4.19 %

CV (ar) = CV(adb) x (100-TM)/(100-IM)

CV (ar) = 5600 x (100-25.5)/(100-16.4) = 4990 kcal/kg

(81)

81

DRY BASIS

 Dry Basis adalah basis dimana suatu parameter Dry Basis adalah basis dimana suatu parameter

kualitas dikondisikan seolah-olah tidak kualitas dikondisikan seolah-olah tidak

mengandung moisture (kering) mengandung moisture (kering) (100)(100) P(db) = P(adb) x ---_{P(db) = P(adb) x} (100-Mad)(100-Mad)

P(db) = Parameter (dry basis) P(db) = Parameter (dry basis)

P(adb) = Parameter (air dried basis) P(adb) = Parameter (air dried basis)

(82)

CONTOH KALKULASI

(dry Basis)

Ash (db) = Ash(adb) x 100/(100-IM)

Ash (db) = 4.7 x 100/(100-16.4) = 5.62 % Ash (db) = 4.7 x 100/(100-16.4) = 5.62 % CV (db) = CV(adb) x 100/(100-IM) CV (db) = CV(adb) x 100/(100-IM) CV (db) = 5600 x 100/(100-16.4) = 6699 kcal/kg CV (db) = 5600 x 100/(100-16.4) = 6699 kcal/kg

(83)

83

DRY ASH FREE

 Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas

batubara yang dikondisikan seolah-olah batubara tersebut

tidak mengandung moisture dan ash.

P(daf) = P(adb) x 100/(100-Mad-Ash) P(daf) = P(adb) x 100/(100-Mad-Ash)

P(daf) = Parameter (dry ash free basis)

Mad = Moisture (adb)Mad = Moisture (adb)

(84)

CONTOH KALKULASI

(dry ash free basis)

VM (daf)= VM(adb) x 100/(100-IM-Ash)

VM (daf) = 39.4 x 100/(100-16.4-4.7) = 49.94 %

CV (daf) = CV(adb) x 100/(100-IM)

CV (daf) = 5600 x 100/(100-16.4-4.7) = 7098 kcal/kg

(85)

85

DRY MINERAL MATTER FREE

 Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas batubara Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas batubara

yang dikondisikan seolah-olah batubara tersebut tidak mengandung

moisture dan mineral matter

MM = 1.08 A + 0.55S

P(dmmf) = P(adb) x 100/(100-Mad-1.08A-0.55S) P(dmmf) = P(adb) x 100/(100-Mad-1.08A-0.55S)

P(dmmf) = Parameter (dry mineral matter free)

Mad = Moisture (adb)Mad = Moisture (adb)

A = Ash(adb)A = Ash(adb)

(86)

CONTOH KALKULASI

(dry mineral matter free)

TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb VM (dmmf ) = VM(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) VM (dmmf ) = VM(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) VM (dmmf) = 39.4 x 100/(100-1.08x4.7-0.55x0.95) = 50.51 % VM (dmmf) = 39.4 x 100/(100-1.08x4.7-0.55x0.95) = 50.51 % CV (dmmf)= 5600 x 100/(100-16.4-1.08x4.7-0.55x0.95) = 7179 kcal/kg CV (dmmf)= 5600 x 100/(100-16.4-1.08x4.7-0.55x0.95) = 7179 kcal/kg CV (dmmf ) = CV(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) CV (dmmf ) = CV(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S)

(87)

87 Desire result Given results As analyzed (air dry) ad As received (as sampled) AR Dry basis

(DB) Dry, ash, free(DAF) Dry mineral matter free (Dmmf) As analyzed (air dry) ad - 100- Mar 100- Mad 100 100- Mad 100 100- Mad – A ad 100 100- Mad–Mmad As received (as sampled) AR 100- Mad 100- Mar - 100 100- Mar 100 100- Mar –A ar 100 100- Mar–Mmar Dry basis (DB) 100 - Mad 100 100-Mar 100 - 100 100- Adb 100 100 – Mmdb

Dry, ash, free

(DAF) 100-Mad-Aad 100 100-Mar-Aar 100 100-Adb 100 - 100-Adb 100-Mmdb Dry mineral matter free (Dmmf) 100-Mad-Mmad 100 100-Mar-Mmar 100 100-Mmdb 100 100-Mmdb 100-Adb -KONVERSI BASIS KONVERSI BASIS

(88)