NAMA : FRISKILA SUYANTI NIM : D1101191010
SUBJEK ; MATA KULIAH TEKNOLOGI BATUBARA
KUALITAS BATU BARA
Batubara memiliki tingkat kuantitas karbon yang berbeda-beda yang menentukan kualitas batubara. Batubara berkualitas lebih tinggi menghasilkan lebih sedikit asap, terbakar lebih lama, dan menyediakan lebih banyak energi dibandingkan batubara berkualitas lebih rendah.
Berikut ini adalah ikhtisar berbagai tingkatan batubara, diurutkan dari kualitas terendah hingga tertinggi.
1. Gambut ( peat) adalah bahan lunak, rapuh, berwarna coklat tua yang terbentuk dari beberapa generasi bahan organik yang mati dan sebagian membusuk. Gambut adalah tahap pertama dalam pembentukan batu bara, dan secara perlahan menjadi lignit setelah tekanan dan suhu meningkat karena sedimen menumpuk di atas bahan organik yang sebagian membusuk. Untuk bisa diubah menjadi batu bara, gambut harus terkubur sedalam 4-10 km oleh sedimen. Gambut memiliki kandungan karbon paling rendah (kurang dari 60%) dan memiliki kepadatan energi 15 MJ / kg.
2. Batubara lignit atau coklat mempunyai warna coklat dan kualitas batubara paling rendah. Kandungan karbon lignit berkisar antara 65-70%, oleh karena itu, dibandingkan dengan jenis batubara lainnya, lignit mengandung senyawa selain karbon dalam jumlah terbesar—seperti belerang dan merkuri. Lignit merupakan bahan bakar fosil termuda yang diproduksi, dengan usia sekitar 60 juta tahun. Umurnya yang relatif pendek berarti ia menunjukkan kepadatan energi yang cukup rendah yaitu 18 MJ / kg .
Kadar air lignit yang tinggi dan kandungan karbon yang lebih rendah menghasilkan lebih banyak emisi karbon dioksida dibandingkan batubara hitam yang lebih keras.
3. Batubara sub-bituminus atau lignit hitam adalah batubara berwarna abu-abu kehitaman atau coklat tua. Bentuknya berkisar dari keras hingga lunak karena merupakan tahap peralihan antara lignit berkualitas rendah dan batubara bitumen berkualitas lebih tinggi. Kandungan karbon batubara sub-bitumen bervariasi antara 70-76%. Batubara sub-bitumen termasuk batubara yang lebih muda secara geologisberusia sekitar 251 juta tahun. Oleh karena itu, semakin lama waktu penguburan dibandingkan dengan lignit maka densitas energinya berkisar antara 18-23 MJ/kg. Batubara jenis ini adalah yang paling umum digunakan, dengan 30% sumber daya batubara adalah sub-bituminus.
4. Batubara bitumen merupakan batubara dengan kualitas tertinggi kedua, dengan kandungan karbon berkisar antara 76-86%. Ini adalah jenis yang paling melimpah, dan salah satu bahan bakar fosil yang paling lama terkubur dengan usia sekitar 300 juta tahun. Oleh karena itu, kepadatan energinya relatif tinggi yaitu 27 MJ/kg. Kandungan karbon yang tinggi dan kadar air yang rendah pada jenis batubara ini menjadikannya ideal dalam produksi baja dan semen, serta dalam pembangkit listrik dan produksi kokas.
5. Antrasit merupakan bentuk batubara berwarna hitam pekat dan merupakan batubara dengan kualitas terbaik . Ini sangat keras, memiliki kadar air yang rendah, dan kandungan karbon hampir 95%. Saat dibakar , antrasit dapat mencapai suhu yang sangat tinggi . Selain itu, antrasit biasanya merupakan jenis batubara tertua, terbentuk dari biomassa yang terkubur 350 juta tahun lalu. Waktu penguburannya yang lama berarti batubara tersebut memiliki kepadatan energi yang sangat tinggi yaitu 33 MJ/kg—tertinggi dibandingkan semua jenis batubara. Karena begitu banyak energi yang dilepaskan saat dibakar, bahan bakar ini luar biasa dalam memanaskan dengan cepat dan membakar sangat panas. Antrasit digunakan untuk pemanas ruangan karena merupakan salah satu jenis batubara yang paling bersih untuk dibakar menghasilkan lebih sedikit asap dibandingkan jenis lainnya. Sifat pembakarannya yang bersih memungkinkan antrasit terbakar lebih lama dibandingkan kayu, sehingga menarik untuk digunakan dalam kompor pemanas rumah
PARAMETER KUALITAS BATU BARA
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. Parameter pengujian kualitas batubara dilakukan sesuai dengan keperluan penggunaan batubara. Parameter parameter tersebut antara lain:
1. Total Moisture. Tinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada:
• Peringkat Batubara. 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 moisturenya.
• Size Distribusi. Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin besar luas permukaanya. Hal ini menyebabkan akan semakiin tinggi surface-moisture nya.
Pada nilai inherent moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang diikarenakan naiknya surface moisture.
• Kondisi Pada saat Sampling. Total Moisture dapat dipengaruhii oleh kondisi pada saat batubara tersebut di sampling. Yang termasuk dalam kondisii sampling adalah size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar atau terlalu kecil dan cuaca pada saat pengambilan sample.
2. Analisis Proximate. Analisis proximate dilakukan untuk menentukan jumlah Air Dried Moisture, dan Ash Content (kadar abu), Volatile Matter (zat terbang):
• Moisture (kadar kelembaban). Hasil analisis untuk kelembaban terbagi menjadi free moisture (FM) dan inherent moisture (IM). Jumlah dari keduanya disebut dengan total moisture (TM). Kadar kelembaban mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya. Batubara berkadar kelembaban tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak untuk mengeringkan batubara tersebut pada suhu yang ditetapkan oleh output pulverizer.
• Ash Content (kadar 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 dari inherent dan extarneous. 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 atau sumber abu lainnya yang berasal dari luar batubara.
• Volatile Matter (Zat Terbang). Volatile matter/ zat terbang, adalah bagian organik batubara yang menguap ketika dipanaskan pada temperature tertentu. Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya. Volatile matter dalam batubara dapat ijadikan sebagai indikasi reaktifitas batubara pada saat dibakar.
3. Analisis ultimate. Analisis ultimate dilakukan untuk menentukan jumlah karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), belerang (S). Analisis ultimat digunakan untuk mempermudah penentuan reaksi yang terjadi dan penghitungan neraca panas (heat balance).
4. Kalori (Calorific Value) adalah nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara. Nilai kalori batubara dapat dinyatakan dalam satuan: MJ/Kg, Kcal/kg, BTU/lb. Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan dalam Gross dan Net. Nilai Kalori Batubara bergantung pada peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya. pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya.
5. Total Sulfur. Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak dinginkan, 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, 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).
6. Hardgrove Grindability Index (HGI). HGI adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverize sampai ukuran 200 mesh atau 75 micro. Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organic 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 apat menaikan nilai HGI. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan moisture.
7.
