Mengetahui Analisa Batubara

Sunday, April 28, 2019


Sobat setelah melalui proses penghancuran bongkahan batubara yang telah kami bahas DISINI, sekarang akan kami beritahu kepada sobat sekalian apa saja analisa kualitas pada batubara, yuk simak selengkapnya disini

   
Laboratorium
Analisa batubara merupakan suatu kegiatan untuk dapat menentukan kualitas batubara yang diperiksa berdasarkan sifat-sifat fisika dan kimia yang dimilikinya. Dalam kaitannya dengan pendayagunaan dan pemanfaatan batubara, maka perl diketahui beberapa parameter analisis yang juga dipergunakan dalam kegiatan perdagangan batubara

Beberapa parameter analisa tersebut, antara lain :

1.    Total Moisture

Total moisture adalah jumlah keseluruhan kadar air yang terkandung didalam batubara, yang berasal dari free moisture dan residual moisture.

a.    Free Moisture
Free moisture adalah istilah yang menggambarkan persentase jumlah air yang menguap dari sampel batubara yang dikeringkan dalam kondisi ruangan (suhu dan kelembaban ruangan) yang dilakukan sampai bobot konstan.

b.    Residual Moisture
Residual Moisture adalah jumlah air yang menguap dari sample batubara yang sudah kering
(setelah free moisturenya menguap) apabila dipanaskan kembali pada suhu 105-1100C dalam
kurun waktu tertentu.

                       Oven Memmert
2. Analisis Proksimate

i.  Moisture in The Analysis Sample (MAS)
Moisture in The Analysis Sample yaitu kandungan air yang terdapat dalam batubara pada saat diperiksa atau pada saat telah dikeringkan dengan udara. Besar kecilnya MAS ini dipengaruhi oleh peringkat batubara dan temperature pada saat batubara dianalisa. Dan juga berpengaruh pada preparasi sample sebelum MAS dianalisa. Kandungan air berhubungan erat dengan derajat sample batubara asal. Untuk menentukan kadar air dalam batubara dapat dilakukan dengan dua metoda yaitu standar ASTM, dengan menggunakan udara kering dan standar ISO, dengan menggunakan gas Nitrogen. Kandungan air dalam sample dapat didefinisikan sebagai persentase berat yang hilang jika sample batubara dipanaskan pada kondisi temperatur standar yakni pada suhu 105o C.

                               Minimum Free Space Oven

Kandungan air dalam batubara dapat menyebabkan penurunan mutu  batubara sebab:
a. Menurunkan nilai kalor batubara.
b. Menurunkan titik nyala.
c. Memperlambat proses pembakaran

ii. Ash Content (Kandungan abu) 
Di dalam analisis batubara, abu didefinisikan sebagai sisa pembakaran yang tinggal jika batubara dipijarkan. Sisa ini merupakan hasil perubahan kimia ketika proses pengabuan terjadi. Sisa pembakaran yang tinggal adalah senyawa dari material anorganik, seperti MgO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, K2O, P2O3, dan material organic lainnya dalam jumlah kecil seperti Cd, As, Pb, Zn, Hg, dan Ni.

Kadar abu dari batubara penting diketahui sebab :

a.  Kadar abu memberikan indikasi dasar terhadap kekotoran batubara sehingga dapat dipakai sebagai dasar untuk perencanaan kelayakan pembakaran  tanur.

b.  Kadar abu mencerminkan banyaknya mineral dalam batubara dan secara tidak langsung mencerminkan jumlah nilai kalor dari batubara. Bila kadar abu tinggi maka nilai kalor rendah.

Nilai kandungan abu suatu batubara selalu lebih kecil dari nilai kandungan mineralnya. Hal ini terjadi karena selama pembakaran telah terjadi perubahan kimiawi pada batubara tersebut, seperti menguapnya air kristal, karbon dioksida, dan oksida sulfur

                                                   ash furnace

iii. Volatile Matter (Kandungan Zat Terbang )
Volatile Matter adalah parameter yang menyatakan jumlah kandungan zat terbang yang mudah menguap dalam batubara yang umumnya berupa senyawa karbon dalam bentuk gas. Volatile matter merupakan salah satu parameter yang digunakan dalam mengklasifikasikan batubara.
Kandungan zat terbang berpengaruh pada pembakaran batubara, karena dengan kadar zat terbang yang tinggi relative mudah terbakar sehingga proses pembakaran berjalan cepat. Sebaliknya batubara dengan kandungan zat terbang rendah relative sulit terbakar sehingga proses pembakaran berjalan lama. Penilaian tersebut didasarkan pada rasio atau perbandingan antara kandungan karbon (fixed carbon) dengan zat terbang, yang disebut dengan rasio bahan bakar (fuel ratio).

                                      Volatile Matter Furnace 

3. Total Sulfur (Kandungan Sulfur)

Didalam batubara, sulfur merupakan bagian dari mineral carbonaceous atau bagian dari mineral sulfat dan sulfide. Dengan sifatnya yang mudah bersenyawa dengan unsur hidrogan dan oksigen dan membentuk senyawa asam, maka keberadaan sulfur diharapkan bisa seminimal mungkin karena sifatnya yang merupakan pemicu polusi,jadi beberapa negara pengguna batubara menerapkan batas kandungan maksimum hanya 1% untuk batubara yang dimanfaatkan untuk keperluan industri.
Salah satu cara untuk menentukan kadar sulfur yaitu melalui pembakaran pada suhu tinggi. Batubara dioksidasi dalam tube furnace dengan suhu mencapai 1350°C. Sulfur oksida (SOx) yang terbentuk sebagai hasil pembakaran lalu ditangkap oleh detektor infra merah dan dianalisa. Kandungan sulfur dibagi menjadi 2 bagian yaitu organic sulfur dan anorganik sulfur. di proses pembakaran kandungan belerang di dalam batubara  berubah menjadi gas SO2 dan SO3. Selain menjadi penyebab terjadinya polusi udara, gas ini menjadi penyebab terjadinya korosi di permukaan penghantar panas boiler.

                                Leco SC-144 DR

4. Coal Calorific Value (Nilai Kalor Batubara)

Salah satu parameter penentu kualitas batubara ialah nilai kalornya, yaitu seberapa banyak energi yang dihasilkan per satuan massanya. Nilai kalor batubara diukur menggunakan alat yang disebut bomb kalorimeter. Kalorimeter bom terdiri dari 2 unit yang digabungkan menjadi satu alat. Unit pertama ialah unit pembakaran di mana batubara dimasukkan di dalam bom lalu diinjeksikan oksigen lalu bom itu dimasukkan ke dalam bejana disini batubara dibakar dengan adanya pasokan udara/ oksigen sebagai pembakar. Unit kedua ialah unit pendingin/ kondensor (water handling).Nilai kalori dari sampel batubara ditetapkan dengan cara membakar sampel dalam lingkungan berisi gas oksigen dengan tekanan 30 atm, Panas yang dilepaskan oleh pembakaran setimbang dengan nilai kalori sampel. Nilai kalor yang diperoleh dikenal dengan istilah Gross Calorivic Value (GCV).

                                Parr 6200 Calorimeter

5. Ultimate analysis
Serupa dengan coal proximate analysis, fungsi dari coal ultimate analysis adalah untuk menentukan konstituen batu bara, melainkan dalam bentuk unsur kimia dasar. Ultimate analysis menganalisis jumlah karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N),  dan elemen lainnya dalam sampel batubara.

Penggunaan analisis ini sebagai berikut :

1. Nilai karbon dan hidrogen dapat digunakan untuk menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk proses pembakaran dan untuk perhitungan efisiensi proses pembakaran.

2. Penentuan karbon dan hidrogen dapat digunakan dalam perhitungan material keseimbangan, reaktivitas hasil produk yang sesuai dengan proses konversi batubara yaitu gasifikasi dan pencairan.

3. Nilai karbon dan nitrogen dapat digunakan dalam perhitungan material balance yang digunakan untuk tujuan perhitungan emisi.

                               Ultimate Analisis CHN

6. Ash Fushion Temperature

Sifat ash pada suhu tinggi merupakan hal yang sangat penting dalam menentukan kecocokan batubara untuk penggunaan tungku pembakaran tertentu. Peralatan untuk penentuan suhu leleh ash yang mempunyai suhu antara 1000oC sampai 1500oC, cetakan untuk membuat bentuk dari sampel ash, dan pengamat terjadinya perubahan bentuk dari sampel yang dipanaskan sampai meleleh. Pengamatan dapat dilakukan dengan menggunakan kamera video.
Prosedur pengujian ash yaitu ash batubara dibentuk dalam cone dan dipanaskan pada suhu awal 800OC. Perlahan-lahan suhu dinaikkan kira-kira 3-7oC/ menit. Setelah suhu 1000oC, setiap kelipatan suhu 20oC diphoto (direkam).

                                ash fusion temperature

7.  Ash Analysis

Analisis Ash ini bertujuan untuk menentukan susunan ash berupa oksida-oksida dari silikon, aluminium, magnesium, besi, kalsium, natrium, kalium, titanium, titanium, fosfow, dan sulfur.
Prinsip analisa ash menurut standar AS 1038 part 12 ialah melarutkan ash batubara dalam campuran asam flourida, asam perklorat, dan asam nitrat. Logam yang terlarut kemudian ditentukan dengan AAS.
Hasil analisa ash umumnya untuk unsur-unsur major dalam ash atau batuan sebagai bentuk oksidanya, yang dapat dibagi menjadi tiga golongan ( dalam hal ini istilah asam dan basa menurut ahli geologi).

1. oksida asam : SiO2, Al2O3 dan TiO2.
2. Oksida basa : CaO, MgO, Fe2O3 dan alkali (Na2O + K2O).
3. Oksida lainnya : SO3, P­2O5

Hal utama yang perlu diperhatikan dalam analisa Ash adalah faktor slagging dan faktor  Fouling , dimana faktor slagging adalah akumulasi kerak yang meleleh padsa permukaan pemindah panas yang terletak didalam ruang pembakaran. Dan faktor Fouling adalah bentuk endapan ash yang menahan pemindahan panas atau menghalangi aliran gas ke bagian-bagiannya.

                                    Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)

8. Crucible Swelling Number 

Crucible Sweling Number biasa disingkat CSN atau biasa juga disebut free swelling index disingkat FSI, adalah nilai baik buruknya suatu batubara jika akan dibuat kokas. Penilaian CSN ini diberikan angka 0 - 9.

                                      Crucible Swelling Number
Adapun cara menetapkannya

1. Timbang 1 gram batubara dalam cawan 

2. Ratakan dengan cara diketuk - ketuk biar padat

3. Panaskan diatas nyala burner pijar sampai nyala vollatile habis.

4. Birkan dingin tumpahkan isi di atas porselen
                                       
                                       Cawan Crucible Swelling Number
 9.Analisa Merkuri

Analisa Merkuri bertujuan untuk mengetahui kadar merkuri dalam suatu bahan, dalam hal ini terutama analisa merkuri yang terdapat dalam batu bara. Prinsipnya Merkuri dalam sampel yang akan dianalisa dilarutkan dengan memanaskan sejumlah sampel pada asam nitrat atau asam hidroklorat kemudian ke wadah dimana merkuri yang terkandung akan diubah menjadi unsurnya. Uap merkuri ditentukan melalui nameless cold-vapor atomic absorption Spectroscopy.

                                unit merkuri


Reaksi: