BAB IV TUGAS KHUSUS
4.4 Hasil dan Pembahasan
4.4.2 Pembahasan
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan, didapat jumlah yang balance antara massa input dan output total dalam suspension preheater yang
71
sebesar 570.556,6073 kg/jam. Dari perhitungan neraca massa material diketahui total massa kiln feed sebesar 267.875 kg/jam. Material masuk dan keluar dari suspension preheater menuju kiln tidak sama karena terdapat dust loss yang terbawa gas panas keluar suspension preheater dengan persentase 5 % dari jumlah massa feed masuk suspension preheter. Tidak hanya dust loss, material masuk dan keluar suspension preheater menuju kiln juga tidak menunjukkan jumlah yang sama karena adanya penguapan air selama pemanasan di dalam suspension preheater.
Dari pelaksanaan kerja praktek pada Unit Produksi Indarung IV untuk tugas khusus “Menghitung Neraca Massa pada alat suspension preheater” dapat disimpulkan bahwa :
1. Total massa masuk dan keluar suspension preheater yaitu sebesar 570.556,6073 kg/jam
2. PT. Semen Padang merupakan industri semen tertua di Indonesia yang saat ini digunakan untuk pembakaran, begitu pula massa udara yang digunakan untuk pembakaran tersebut.
3. Bahan baku yang digunakan untuk memproduksi semen di pabrik Indarung IV terdiri dari bahan baku utama, yaitu batu kapur, batu silika, tanah liat, dan pasir besi serta bahan baku penunjang, yaitu gypsum dan pozzolan.
4. Semen hasil produksi PT. Semen Padang terdiri dari berbagai tipe semen sesuai fungsi dan spesifikasi standar yang telah ditentukan.
5.2 Saran
1. Perlu adanya pengontrolan rutin dan pengecekan alat transportasi bahan baku pembuatan semen seperti belt conveyor, bucket elevator dan lain- lain untuk memastikan tidak ada pemberhentian proses karena kerusakan alat transportasi.
2. Peningkatan kesadaran karyawan akan pentingnya penggunaan APD dan masker bagi keselamatan pekerja.
3. Memberikan peminjaman APD kepada tamu khususnya mahasiswa yang melaksanakan magang/kerja praktek.
73
DAFTAR PUSTAKA
Central Control Phanel (CCP) Indarung IV. (2023). Kondisi Operasi Pabrik. PT Semen Padang.
Laboratorium Proses Indarung IV. (2023). “Data Sheet Indarung IV Juli 2023”.
PT. Semen Padang.
Ministry of Public Works and Housing, (2020). Strategic Planning of Ministry of Public Work and Housing.
Laboratorium Proses Indarung IV. (2023). “Data Sheet Indarung IV Juli 2023”.
PT. Semen Padang.
Smith, J.M., and Van Ness.,H.C. 1975. Introduction Chemical Engineering Thermodinamics. 3rd ed. Mc Graw Hill Book Company. Tokyo.
Semen Padang. 2012. Perkembangan Logo PT. Semen Padang. (Online) www.semenpadang.co.id. (Diakses pada tanggal 08 Agustus 2023).
Yaws.,C.L. 1999. Chemical Properties Hand Book. MC Graw Hill Book Company. New York
74
A. Data Primer
LA.1 Data Komposisi Raw Mix pada tanggal 17 Juli 2023 – 24 Juli 2023 Tanggal/
Komposi si
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 H2
O
Impurita s 17 Juli
2023
14,00 2
3,628 8
1,942 0
44,14 1
0,504 5
0,0204
2 0,3 0,62
18 Juli
2023 13,75 8
3,819 5
1,960 8
44,07 6
0,472 0
0,0191
6 0,3 0,62
19 Juli 2023
13,74 0
4,005
0 1,938
3
43,83 2
0,461 6
0,0034
7 0,3 0,62
20 Juli 2023
13,73 2
3,857 9
1,922 5
44,01 2
0,484 5
0,0237
5 0,3 0,62
21 Juli 2023
13,79
4 3,745
8 1,921
6 44,07
6 0,470
4 0,2166
7 0,3 0,62
22 Juli 2023
13,77
2 3,730
4 1,907
9 44,14
9 0,469
5 0,0362
5 0,3 0,62
24 Juli 2023
13,73 7
3,811 6
1,920 8
43,84 2
0,445 8
0,0570
8 0,3 0,62
Rata - rata
13,79
0 3,799
8 1,930
5
44,01
0 0,46 0,0538
2 0,3 0,62
(Sumber : Laboratorium Indarung IV,2023)
LA-1
LA-2
LA.2 Umpan Masuk Suspension Preheater
Tanggal Feed (kg/hari) Feed (ton/hari) Feed (kg/jam)
17 juli 2023 6.720.000 6.720 280.000
18 Juli
2023 6.225.000 6.225 259.375
19 Juli
2023 6.990.000 6.990 291.250
20 Juli
2023 6.275.000 6.275 261.458,3333
21 Juli
2023 5.710.000 5.710 237.916,6667
22 Juli
2023 6.580.000 6.580 274.166,6667
24 Juli
2023 6.500.000 6.500 270.833,3333
Rata - rata 6.248.571,49 6.428,571429 267.857,1429 (Sumber : Laboratorium Indarung IV,2023)
LA.3 Data Feeding Batubara ke Calsiner
Feeding Batubara ke calsiner V73 17-Jul-
23
18-Jul- 23
19-Jul- 23
20-Jul- 23
21-Jul- 23
22-Jul- 23
24-Jul- 23
14,5 14 14 18,5 11 12,5 14,5
14,25 10,22 13,5 18,5 13 12,5 14
13,86 13,92 14,5 18,5 11 12,5 14
13,92 13,85 13,2 18 11 13 14
14 14,1 13,3 17,8 11 11,5 13
14 14,5 13,3 17 11 12 11
14,5 14 15,5 16,8 11 11,8 11
14 14,5 15 16,5 11 12 11,5
14 14 15,5 15,5 11 12,5 12,5
14 14 15,5 16,8 10,5 13 13,5
14 14 15,5 16,8 13 13 14
14,5 14,7 16,5 15 12 13 14
14,5 14,7 16,5 13,5 11 13 14
14,5 14,7 16,5 11,2 10,5 13 14
14 14,7 16,5 11,2 10,5 17 14
14 16 16 14 11,5 17,5 14
14 16 16 12,5 15 17,5 15,5
14 16 16,5 12,5 15 18 15,5
14 16 17 12 15 18 15,5
14 16 17 11 15,5 18 15,5
14 15,5 17 11 12,5 18 15,5
14 15 17 11 12,5 18 16
14 15 17 10,5 19 18 16
14 15 19 11 17 18 20
14,1054 14,5995 15,7208 14,4625 12,5625 14,7208 14,2708 (Sumber : Central Control Panel Indarung IV,2023)
LA.4 Feeding Batubara ke Kiln
Feeding Batubara ke kiln V83 17-Jul-
23
18-Jul- 23
19-Jul- 23
20-Jul- 23
21-Jul- 23
22-Jul- 23
24-Jul- 23
13 12 14,5 16 11 13,5 17,5
13 9,05 14,5 16 11 13,5 17,5
9,36 9,05 15 16 11 13,8 17,5
11 8,58 14,3 16 11 13,8 17,5
13 12 14,8 16 11 12,5 16
13 12 15 16 11 12,5 13
13 12 16,5 16 11 12,5 13
12,5 11 17 16 11 12,5 13
12,5 15 17 15,5 10,5 12,5 13
12,5 15 17 16,5 10,7 12,5 13
12,5 15 17 15,8 10,5 12,5 13
12,5 15 17 12 13,2 12,5 13
12,5 15 17 11 17 11,5 13
12,5 15 17 11 11 11,5 12,8
LA-5
12,5 15 17 11,2 10,5 11,5 13
12,5 18 17 13,5 10,3 11,5 13
12,5 18 17 13,5 10,5 11,5 12
12,5 18 17 12,5 16 13,5 12
12,5 18 17 12,4 18,2 14,5 12
12,5 18 17 11 18 14,5 12
12,5 16,5 17 11 18 14,5 12
12,5 16 17 11 18 14,5 11,5
12,5 16 17 11 14,5 19,5 12,5
12,5 15 17 11 13,5 19,5 10
12,41083 14,34083 16,4 13,6625 12,85 13,44167 13,45 (Sumber : Central Control Panel Indarung IV,2023
LA.5 Komposisi Raw Mix pada Tanggal 17 Juli 2023 – 24 Juli 2023
Senyawa % Berat
SiO2 13,8 %
Al2O3 3,8 %
Fe2O3 1,93 %
CaO 44,01 %
MgO 0,46 %
SO3 0,05 %
H2O 0,30 %
Impurities 0,62 %
(Sumber : Laboratorium Indarung IV,2023) B. Data Sekunder
LA.6 Komposisi Batubara
Senyawa % Berat
C 63,16 %
H2 4,59 %
O2 7,33 %
N2 1,06 %
S 0,80 %
Moist 9,32 %
Ash 13,74 %
Total 100 %
(Sumber : Perry’s Chemical Engineering Hanbook) LA.7 Berat Molekul Senyawa
Senyawa Berat Molekul
SiO2 60,084
Al2O3 101,961
Fe2O3 159,691
CaO 56,08
MgO 40,3
SO3 80,064
H2O 18,015
CaCO3 100,09
MgCO3 84,31
CO2 44,01
C 12,0107
H2 2,01588
O2 31,9988
N2 28
S 32,065
SO2 64,0638
(Sumber : Yawes Handbook)
LAMPIRAN B PERHITUNGAN A. Perhitungan Neraca Massa
Data dari central control panel (CCP) Indarung IV PT Semen Padang pada tanggal 17 Juli 2023 – 24 Juli 2023 antara lain :
a. Massa total umpan masuk suspension preheater = 267.875 kg/h b. Persentase massa umpan masuk string A = 49 %
c. Persentase massa umpan masuk string B = 51 % d. Massa batubara masuk kalsiner = 14.300 kg/h e. Massa batubara masuk kiln = 13.800 kg/h
f. Derajat kalsinasi = 95 %
g. Udara Primer = 25 Nm3/min
h. Excess O2 = 10 %
i. Dust loss = 5 %
LB.1 Menghitung komposisi CaCO3 dan MgCO3 pada raw mix masuk suspension preheater :
% CaCO3 = BM CaCO3
BM CaO x % CaO
LB- 1
= 100,09gr/mol
56,08gr/mol x 44,01 %
= 78,54 %
% MgCO3 = BM MgCO3
BM MgO x MgO
= 84,31gr/mol
40,3gr/mol x 0,46 %
= 0,96 %
Tabel B.1 Komposisi Bahan Baku Kiln Feed
LB. 2 Menghitung Berat SP Total
Diketahui Kiln Feed = 267.875 kg/h
Berat Sesungguhnya = Umpan masuk SP – dust loss
= Umpan masuk SP – (umpan masuk SP x 5 %)
= 267.875 – (267.875 x 5 %)
= 267.875 – (13.393,75)
= 254.481,25 kg/h
Umpan SP Total Berat = Senyawa SiO2 x Kiln Feed
= 13,80 % x 267.875 kg/h
= 36.966,75 kg/h
Berat Sesungguhnya = Senyawa SiO2 x Berat Sesungguhnya
No. Komponen Persen massa
1 SiO2 13.80 %
2 Al2O3 3.80 %
3 Fe2O3 1,93 %
4 SO3 0,05 %
5 H2O 0,30 %
6 CaCO3 78,54 %
7 MgCO3 0,96 %
8 Impurities 0.62 %
Total 100.00
LB-2
= 13,80 % x 254.481,25 kg/h
= 35.118,4125 kg/h Tabel B.2 Komposisi umpan masuk SP
Senyawa Persen
SP Total Berat (kg/h)
Berat Sesungguhnya (kg/h)
SiO2 13,80% 36.966,75 35.118,4125
Al2O3 3,80% 10.179,25 9.670,2875
Fe2O3 1,93% 5.169,9875 4.911,488125
SO3 0,05% 133,9375 127,240625
H2O 0,30% 803,625 763,44375
CaCO3 78,54%
210.389,02
5 199.869,5738
MgCO3 0,96% 2.571,6 2.443,02
Impurities 0,62% 1.660,825 1.577,78375
Jumlah 100 % 267.875 254.481,25
LB.3 Menghitung massa umpan input dan output material pada suspension preheater :
Massa umpan ke string A = %berat umpan string A
%berat umpantotal x massa umpan total SP
= 49 %
100 % x 267.875 kg/h
= 131.258,75 kg/h
Massa umpan ke string B = %berat umpan string B
%berat umpantotal x massa umpan total SP
= 51 %
100 % x 267.875 kg/h
= 136. 616,25 kg/h
LB.4 Menghitung Berat Sesungguhnya dibagi String A dan String B Diketahui :
Berat String A = Massa umpan ke String A – (Massa Umpan ke string A * Dustloss Asumsi )
= 131.258,75 kg/h – (131.258,75 kg/h x 5 %)
LB-3
= 131.258,75 kg/h – 6.562,9375 kg/h
= 124.695,8125 kg/h
Berat Sesungguhnya String A = Senyawa SiO2 x Berat String A
= 13,80 % x 124.695,8125 kg/h
=17.208,02213 kg/h
Berat String B = Massa umpan ke String B – (Massa Umpan ke string B* Dustloss Asumsi )
=136.616,25 kg/h – (136.616,25 kg/h x 5 %)
=136.616,25 kg/h – (6.830,8125kg/h)
= 129.785,4375 kg/h
Berat Sesungguhnya String B = Senyawa SiO2 x Berat String B
= 13,80 % x 129.785,4375 kg/h
=17.910,39038 kg/h
Dengan cara yang sama untuk menghitung komponen lainnya, selengkapnya tercantum dalam tabel berikut.
Tabel B.3 Berat String A dan String B
Senyawa Persen String A String B
Berat Sesungguhnya (kg/h)
SiO2 13,80% 17.208,02213 17.910,39038
Al2O3 3,80% 4.738,440875 4.931,846625
Fe2O3 1,93% 2.406,629181 2.504,858944
SO3 0,05% 62,34790625 64,89271875
H2O 0,30% 374,0874375 389,3563125
CaCO3 78,54% 97.936,09114 101.933,4826
MgCO3 0,96% 1.197,0798 1.245,9402
Impurities 0,62% 773,1140375 804,6697125
Jumlah 100 % 124.695,8125 129.785,4375
LB. 5 Menghitung Jumlah Raw Mix masuk kalsiner dan tidak masuk kalsiner Pada Suspension Preheater terdapat string A dan string B, dimana seluruh raw mix dalam string B masuk kedalam kalsiner dan hanya 70 % raw mix dalam string A yang masuk dalam kalsiner. Jumlah massa raw mix yang masuk dalam kalsiner sebagai berikut.
Diketahui :
Massa masuk ke kalsiner dari A53 = Berat sesungguhnya dari String A x 70 %
= 129.695,8125 kg/h x 0,7
= 87.287,06875 kg/h
LB-5
Raw mix masuk kalsiner = Senyawa SiO2 x Massa masuk ke kalsiner dari A53
= 13,80 % x 87.287,06875 kg/h
= 12.045,61549 kg/h
Raw mix masuk tidak kalsiner = Berat Sesungguhnya string A - Raw mix masuk kalsiner senyawa SiO2
= 17.910,39038 kg/h – 12.045,61549 kg/h
= 5.162,406638 kg/h
Dengan cara yang sama untuk menghitung komponen lainnya sehingga jumlah raw mix masuk kalsiner dan tidak kalsiner selengkapnya tercantum dalam tabel berikut.
Tabel B.4 Raw Mix masuk kalsiner
Senyawa Persen Raw mix masuk
Kalsiner(kg/h) Tidak Kalsiner (kg/h)
SiO2 13,80% 12.045,61549 5.162,406638
Al2O3 3,80% 3.316,908613 1.421,532263 Fe2O3 1,93% 1.684,640427 721,9887544
SO3 0,05% 43,64353438 18,70437188
H2O 0,30% 261,8612063 112,2262313
CaCO3 78,54% 68.555,2638 29.380,82734
MgCO3 0,96% 837,95586 359,12394
Impuritie
s 0,62% 541,1798263 231,9342113
Jumlah 100 % 87.287,06875 37.408,74375
Kalsiner terjadi proses kalsinasi 95 % untuk senyawa CaCO3 dan MgCO3
yang berlangsung pada rentang suhu 700 °C – 900 °C. Reaksi kalsinasi adalah reaksi pelepasan CO2 dari senyawa CaCO3 dan MgCO3. Reaksi ini merupakan reaksi yang paling banyak menggunakan energi dan terjadi di suspension preheater dan rotary kiln.
Diketahui :
m CaCO3 = Berat Sesungguhnya string B + Raw Mix masuk kalsiner
= 101.933,4826 kg/h + 68.555,2638 kg/h
= 170.488,7664 kg/h
m MgCO3 = Berat Sesungguhnya string B + Raw Mix masuk kalsiner
= 1.245,9402 kg/h + 837,95586 kg/h
= 2.083,89606 kg/h Mol CaCO3 = m CaCO3
BM CaCO3 = 170.488,7664kg/h
100,09kg/Kmol = 1.703,354445 Kmol/h
Mol MgCO3 = m MgCO3
BM MgCaCO3 = 2.083,89606kg/h 84,31kg/Kmol = 24,7170686751 Kmol/h
Berikut reaksi kalsinasi awal pada kalsiner : Reaksi 1 : CaCO3 → CaO + CO2
Sehingga,
- CaCO3 yang bereaksi = 95 % x Mol CaCO3
= 95 % x 1.703,354445 kmol/h
= 1.618,18672275 kmol/h - CaCO3 sisa = Mol CaCO3 - CaCO3 yang bereaksi
= 1.703,354445 - 1.618,18672275
= 85,16772225
- CaO yang terbentuk = Mol CaCO3 bereaksi x Mr CaO
= 1.618,18672275 x 56,08
= 90,747,9114118
- CO2 yang terbentuk = Mol CaCO3 x Mr CO2
= 1.618,18672275 x 44,01
= 71.216,3976682 Reaksi 2 : MgCO3 → MgO + CO2
Sehingga,
- MgCO3 yang bereaksi = 95 % x Mol MgCO3
= 95 % x 24,7170686751
= 23,4812152413
- MgCO3 sisa = Mol MgCO3 - MgCO3 yang bereaksi
= 24,7170686751 - 23,4812152413
= 1.2358534338
- MgO yang terbentuk = Mol MgCO3 bereaksi x Mr MgO
= 23,4812152413 x 40,3
LB-6
= 946.292974224
- CO2 yang terbentuk = Mol CaCO3 x Mr CO2
= 23,4812152413 x 44,01
= 1.033,40828277 Sehingga,
CO2 hasil kalsinasi di SP = total CO2 yang terbentuk
= 71.216,3976682 +
1.033,40828277
= 72.249,8059509 LB.6 Menghitung keluar kalsiner dan feed kiln
Keluar kalsiner CaCO3 = Reaksi sisa CaCO3 x Mr CaCO3
= 85,16772225 x 100,09
= 8.524,43732
Umpan kiln CaCO3 = material keluar kalsiner CaCO3 + raw mix yang tidak masuk kalsiner CaCO3
= 8.524,43732 + 29.380,82734
= 37.905,26466
Dengan cara yang sama untuk menghitung komponen lainnya, sehingga komposisi material setelah proses kalsinasi di kalsiner dan umpan kiln selengkapnya tercantum dalam tabel berikut.
Tabel B.5. Komposisi keluar kalsiner dan feed kiln
Senyawa Keluar Kalsiner Umpan Kiln
Berat (kg/h)
CaCO3 8.524,43732 37.905,26466
MgCO3 104,194803 463,318743
CaO 90.747,91142 90.747,91142
MgO 946,2929742 946,2929742
CO2 72.249,80595 72.249,80595
SiO2 29.956,00586 35.118,4125
Al2O3 8.248,755238 9.670,2875
Fe2O3 4.189,499371 4.911,488125
SO3 108,5362531 127,240625
H2O 651,2175188 763,44375
Impurities 1.345,849539 1.577,78375
Jumlah 217.072,5063 254.481,25
LB-8
LB. 7 Menghitung gas hasil pembakaran (GHP) keluar kiln
Pada rotary kiln terjadi proses pembakaran batubara di dalam burner dimana dibutuhkan panas dari udara sekunder (grate cooler) dan juga oksigen dari udara primer (lingkungan). Berikut komposisi batubara masuk kiln.
Tabel B.6. Komposisi Batubara pada kiln
Senyawa % Berat Kiln (kg/h)
C 63,16 % 8.716,08
H2 4,59 % 633,42
O2 7,33 % 1.011,54
N2 1,06 % 146,28
S 0,80 % 110,4
Moist 9,32 % 1.286,16
Ash 13,74 % 1.896,12
Jumlah udara primer yang dibutuhkan untuk pembakaran dalam burner yaitu sebagai berikut.
Udara primer = 15.000 Nm3/h (CCP Indarung IV, PT. Semen Padang) Density = 1,29 Kg/Nm3
Jumlah udara primer = udara primer x density
= 15.000 Nm/h x 1,29 Kg/Nm3 = 19.350 Kg/h
Sedangkan untuk udara transport pembawa fine coal yaitu sebesar 1.935 Kg/h yang diambil berdasarkan spesifikasi blower yang ada.
Untuk mengetahui jumlah udara sekunder perlu dilakukan perhitungan udara pembakaran di rotary kiln. Diasumsikan reaksi pembakaran di rotary kiln berlangsung sempurna dan komponen yang bereaksi adalah C, H dan S. Berikut reaksi pembakaran yang terjadi di dalam burner.
Mula = komposisi batubara pada kiln
Mr
Sisa = Mula – Bereaksi
C → O2 + CO2
Mula 725,6929238 725,6929238
Bereaksi 725,6929238 725,6929238 725,6929238
Sisa 0 0 725,6929238
S → O2 + SO2
Mula 3,443006393 3,443006393
Bereaksi 3,443006393 3,443006393 3,443006393
Sisa 0 0 3,443006393
2H2 → O2 + 2H2O
Mula 314,2151319 157,1075659
Bereaksi 314,2151319 157,1075659 314,2151
Sisa 0 0 314,2151
Berdasarkan reaksi pembakaran batubara diatas maka dapat diperoleh kebutuhan O2 teoritis yaitu sebesar :
Kebutuhan O2 = 886,2435 Kmol
h x Mr O2
= 886,2435 Kmol
h x 31,9988 kg kmol = 2.835,872838 kg
h
Kebutuhan O2 sesungguhnya = excess O2 x kebutuhan O2 teoritis
= 10 % x 2.835,872838 kg h
= 31.194,60122 kg/h Kebutuhan N2 = 102.686,0798 kg/h Udara yang dibutuhkan = 133.881,8508 kg/h
Udara sekunder = udara yang dibutuhkan – udara transport – udara primer
= 133.881,8508 kg/h – 1.935 kg/h – 19.350 kg/h
= 112.596,9 kg/h
]
\ LB-9
Gas hasil pembakaran (GHP) keluar dari kiln nantinya akan masuk kedalam unit suspension preheater bagian string A dengan jumlah sebagai berikut :
]
Tabel B.7. GHP keluar kiln
Senyawa Mol,Kmol/jam Massa, kg/jam
Oksigen 88,62434961 2.835,872838
Nitrogen 3.667,359991 102.686,0798
CO2 839,8372799 36.960,81877
SO2 3,443006393 220,572073
H2O 385,6078607 6.946,833581
LB. 8 Menghitung gas keluar suspension preheater
Pada suspension preheter terdapat dua keluaran gas panas yaitu gas panas keluar string A dan gas panas string B, dimana sumber panas yang dibutuhkan pada kedua string berbeda. Sumber panas yang didapat untuk string B berasal dari pembakaran batubara dan udara tersier dari grate cooler. Sedangkan pada string A digunakan sumber panas dari gas hasil pembakaran kiln. Untuk mengetahui gas keluaran dari string B maka dibutuhkan perhitungan dari reaksi pembakaran batubara. Berikut komposisi batubara masuk kalsiner.
Berat batubara pada SP = feeding batubara pada SP x % Berat komposisi batubara Tabel B.9. Komposisi batubara pada SP
Senyawa % Berat SP (kg/h)
C 63,16 % 9.031,88
H2 4,59 % 656,37
O2 7,33 % 1.048,19
N2 1,06 % 151,58
S 0,80 % 114,4
Moist 9,32 % 1.332,76
Ash 13,74 % 1.964,82
LB-11
\
Pada kalsiner terjadi proses pembakaran batubara dengan reaksi pembakaran sama dengan terjadi pada burner kiln. Berikut reaksi pembakaran dalam kalsiner.
Mula = komposisi batubara pada SP
Mr
Sisa = Mula – Bereaksi
C → O2 + CO2
Mula 751,98615 751,98615
Bereaksi 751,98615 751,98615 751,98615
Sisa 0 0 751,98615
S → O2 + SO2
Mula 3,567753 3,567753
Bereaksi 3,567753 3,567753 3,567753
Sisa 0 0 3,567753
2H2 → O2 + 2H2O
Mula 325,59974 325,59974
Bereaksi 325,59974 325,59974 325,59974
Sisa 0 0 325,59974
Berdasarkan reaksi pembakaran batubara diatas maka dapat diperoleh kebutuhan O2 teoritis yaitu sebesar :
Kebutuhan O2 teoritis = 918,83537677 kmol/h
Excess O2 = 10 % x 918,83537677
= 91,883553767 kmol/h
= 2938,621854 kg/h Kebutuhan O2 sesungguhnya = O2 teoritis + excess O2
= 918,83537677 + 91,883553767
= 1.010,189145 kmol/jam = 32324,8404 kg/h
Jumlah N2 sesungguhnya = 79
21 x kebutuhan O2
LB-14
= 79
21 x 1010,189145
= 3.800,235353 kmol/h
= 106.406,5899 kg/h
Sedangkan untuk udara transport pembawa fine coal masuk kalsiner yaitu sebesar 4.816,1944 kg/h yang diambil berdasarkan spesifikasi blower yang ada.
Jumlah O2 transport = 21 % x 4.816,1944
= 1.011,400824 Jumlah N2 transport = 79 % x 4.816,1944
= 3.804,793576
Udara tersier dari grate cooler yang masuk kalsiner dapat dihitung dari pengurangan udara yang dibutuhkan dengan udara transport pembawa fine coal.
Berikut untuk perhitungan udara tersier masuk kalsiner.
Jumlah O2 tersier = Kebutuhan O2 – Jumlah O2 transport
= 32.324 kg/h – 1.011,400824 = 31.313,43957 Kebutuhan N2 = 79/21 x O2 tersier
= 79/21 x 31.313,43957
= 3.681,331095
Jumlah N2 tersier = Kebutuhan N2 x Mr N2
= 3.681,331095 kmol/h x 28 = 103.077,2707
Sehingga kebutuhan udara tersier dalam kalsiner yaitu sebesar 134.390,7120 kg/h. Berdasarkan hasil perhitungan gas keluar kalsiner maka di dapat gas panas keluar SP pada string B dari proses pembakaran dan udara transport maupun udara tersier.
Massa Input = Kebutuhan O2 sesungguhnya + Komposisi O2 batubara pada SP
= 32324,8404+ 1048,19
= 33.373,0304
Massa Output = Kebutuhan O2 teoritis + Komposisi O2 batubara pada SP
= 2938,621854 + 1.048,19
= 3.986,811854
Dengan cara yang sama untuk menghitung komponen lainnya, selengkapnya tercantum dalam tabel berikut.
LB-15
Tabel B.10. Gas Panas Keluar SP string B
Senyawa Massa Input, kg/jam Massa Output, kg/jam
Oksigen 33.373,0304 3.986,811854
Nitrogen 106.558,1699 106.558,1699
H2O 0 7.587,886762
H2 656,37 0
CO2 - 33.094,53428
SO2 - 228,5638148
Dust loss - 6.830,8125
Total 140.587,5703 158.286,7791
Sedangkan gas panas keluar SP pada string A dapat diperoleh dari gas panas kiln yang masuk ke dalam string A.
Tabel B.11. Gas Panas Keluar SP String A
Senyawa Massa input, kg/jam Massa Output, Kg/jam
Oksigen 2.835,872838 2.835,872838
Nitrogen 102.686,0798 102.686,0798
H2O 6.946,833581 7.320,921018
H2 0 0
CO2 36.960,81877 36.960,81877
SO2 220,572073 220,572073
Dust loss 0 6.562,9375
Total 149.650,177 156.587,202
Tabel B.12 Neraca Massa overall pada suspension preheater
Senyawa Input, kg/jam Output, Kg/jam
String A String B
SiO2 18.113,7075 18.853,0425 35.118,4125
Al2O3 4.987,8325 5.191,4175 9.670,2875
Fe2O3 2.533,293875 2.636,693625 4.911,488125
SO3 65,629375 68,308125 127,240625
H2O 393,77625 1.742,60875 0
CO2 0 0 72.249,80595
CaCO3 103.090,6223 107.298,4028 37.905,26466
MgCO3 1.260,084 1.311,516 463,318743
Impurities 813,80425 847,02075 1.577,78375
CaO 0 0 90.747,91142
MgO 0 0 946,2929742
Ash
131.258,75
1.964,82 1.964,82
C 9.031,88
255.682,6263
S 114,4
Total 149.060,11
Maka Neraca Overall nya :
Senyawa Input Output
SiO2 36.966,7500 35.118,4125
Al2O3 10.179,2500 9.670,2875
Fe2O3 5.169,9875 4.911,4881
SO3 133,9375 127,2406
CaCO3 210.389,0250 37.905,2647
MgCO3 2.571,6000 463,3187
CaO 0,0000 90.747,9114
MgO 0,0000 946,2930
C 9.031,8800 0,0000
S 114,4000 0,0000
Oksigen 36.208,9032 6.822,6847
Nitrogen 209.244,2496 209.244,2496
H2O 9.083,2186 14.908,8078
H2 656,3700 0,0000
CO2 36.960,8188 142.305,1590
SO2 220,5721 449,1359
Impurities 1.660,8250 1.577,7838
Ash 1.964,8200 1.964,8200
Dust loss 0,0000 13.393,7500
Total 570.556,6073 570.556,6073
LAMPIRAN C
DOKUMENTASI KEGIATAN
LC-1