BAB I PENDAHULUAN. permasalahannya, yang dapat digunakan untuk membuat langkah-langkah yang diperlukan.

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN Pembangkit Listrik Tenaga Uap Batubara adalah salah satu jenis instalasi pembangkit tenaga listrik dimana tenaga listrik didapat dari mesin turbin yang diputar oleh uap yang dihasilkan melalui pembakaran batubara. Siklus di PLTU dapat dibedakan menjadi 1. Siklus Udara, sebagai campuran bahan bakar 2. Siklus Air, sebagai media untuk menghasilkan uap air (steam) 3. Siklus Batubara, sebagai bahan bakar Pada masa mendatang, produksi batubara Indonesia diperkirakan akan terus meningkat; tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri (domestik), tetapi juga untuk memenuhi permintaan luar negeri (ekspor). Hal ini mengingat sumber daya batubara Indonesia yang masih melimpah, di lain pihak harga BBM yang tetap tinggi, menuntut industri yang selama ini berbahan bakar minyak untuk beralih menggunakan batubara. Adanya rencana pembangunan PLTU baru di dalam dan luar Pulau Jawa dengan total kapasitas MW, meningkatnya produksi semen setiap tahun, dan semakin berkembangnya industri-industri lain seperti industri kertas (pulp) dan industri tekstil merupakan indikasi permintaan dalam negeri akan semakin meningkat. Demikian pula halnya dengan permintaan batubara dari negara-negara pengimpor mengakibatkan produksi akan semakin meningkat pula. Terkait dengan hal tersebut, pemerintah mengeluarkan Kebijakan Energi Nasional (KEN) melalui PP No.5 Tahun 2006 sebagai pembaruan Kebijaksanaan Umum Bidang Energi (KUBE) tahun KEN mempunyai tujuan utama untuk menciptakan keamanan pasokan energi nasional secara berkelanjutan dan pemanfaatan energi secara efisien, serta terwujudnya bauran energi (energy mix) yang optimal pada tahun Untuk itu ketergantungan terhadap satu jenis sumber energi seperti BBM harus dikurangi dengan memanfaatkan sumber energi alternatif di antaranya batubara. Untuk mendukung pencapaian sasaran bauran energi nasional yang dicanangkan pemerintah, salah satunya adalah melakukan kajian batubara secara nasional untuk mengetahui kondisi sumberdaya, pengusahaan, dan pemanfaatan batubara, serta permasalahannya, yang dapat digunakan untuk membuat langkah-langkah yang diperlukan. 1

2 Dan untuk mendukung kajian tersebut perlu melakukan terlebih dahulu membangun data base batubara nasional dari hasil pengumpulan data baik sekunder maupun primer. PLTU merupakan industri yang paling banyak menggunakan batubara. Tercatat dari seluruh konsumsi batubara dalam negeri pada tahun 2005 sebesar 35,342 juta ton, 71,11% di antaranya digunakan oleh PLTU. Hingga saat ini, PLTU berbahan bakar batubara, baik milk PLN maupun yang dikelola swasta, ada 9 PLTU, dengan total kapasitas saat ini sebesar MW dan mengkonsumsi batubara sekitar 25,1 juta ton per tahun. Berdasarkan data dalam kurun waktu , Penggunaan batubara di PLTU untuk setiap tahunnya meningkat rata-rata 13,00%. Hal tersebut sejalan dengan penambahan PLTU baru sebagai dampak permintaan listrik yang terus meningkat rata-rata 7,67% per tahun. Namun demikian, sejak tahun 2003 krisis energi listrik nasional sudah mulai terasa sebagai dampak dari ketidakseimbangan antara penyediaan dan permintaan. Dalam upaya mengantisipasi kekurangan listrik dan untuk meningkatkan efisiensi pemakaian BBM secara nasional, pemerintah merencanakan percepatan pembangunan PLTU berbahan bakar listrik MW hingga akhir Semen portland adalah suatu bahan konstruksi yang paling banyak dipakai serta merupakan jenis semen hidrolik yang terpenting. Penggunaannya antara lain meliputi beton, adukan, plesteran, bahan penambal, adukan encer (grout) dan sebagainya. Semen portland dipergunakan dalam semua jenis beton struktural seperti tembok, lantai, jembatan, terowongan dan sebagainya, yang diperkuat dengan tulangan atau tanpa tulangan. Selanjutnya semen portland itu digunakan dalam segala macam adukan seperti fundasi, telapak, dam, tembok penahan, perkerasan jalan dan sebagainya. Apa bila semen portland dicampur dengan pasir atau kapur, dihasilkan adukan yang dipakai untuk pasangan bata atau batu, atau sebagai bahan plesteran untuk permukaan tembok sebelah luar maupun sebelah dalam. Selama delapan tahun terakhir ini, perkembangan pemakaian batubara pada industri semen berfluktuasi. Antara tahun , pemakaian batubara rata-rata naik sangat signifikan, yaitu 64,03%, namun pada tahun 2002 dan 2003 sempat mengalami penurunan hingga 7,59%. Memasuki tahun 2004, kebutuhan batubara pada industri semen mengalami perubahan yang positif, yaitu 19,78% seiring perkembangan ekonomi yang mulai membaik di dalam negeri. Tahun 2005, tercatat sekitar 17,04% kebutuhan batubara dalam negeri digunakan oleh industri semen atau 5,77 juta ton. 2

3 BAB II PEMBAHASAN PEMBAKARAN BATUBARA PADA PLTU 1. PLTU Pada PLTU batubara, bahan bakar yang digunakan adalah batubara uap yang terdiri dari kelas sub bituminus dan bituminus. Lignit juga mulai mendapat tempat sebagai bahan bakar pada PLTU belakangan ini, seiring dengan perkembangan teknologi pembangkitan yang mampu mengakomodasi batubara berkualitas rendah. Gambar 1. Skema pembangkitan listrik pada PLTU batubara (Sumber: The Coal Resource, 2004) Pada PLTU, batubara dibakar di boiler menghasilkan panas yang digunakan untuk mengubah air dalam pipa yang dilewatkan di boiler tersebut menjadi uap, yang selanjutnya digunakan untuk menggerakkan turbin dan memutar generator. Gambar 2. Skema pembangkitan listrik pada PLTU batubara 3

4 Coal Supply (pengumpan batu bara). Batu bara dari tambang di kirim ke coal hoper dan dihaluskan sampai ukuran 5 cm. Setelah itu dikirim ke pembangkit melalui konveyor ke pulverizer. Pulverizer (Alat penghancur). Batu bara dihaluskan lagi sampai menjadi bubuk dan di campur dengan udara kemudian ditiupkan ke tungku pembakaran. Boiler. Batu bara yang dibakar di ruang pembakaran digunakan untuk memanaskan air didalam boliler sampai menjadi uap. Uap ini yang digunakan untuk memutar rotor dan membangkitkan energi listrik Precipitator, stack (alat penangkap debu). Pembakaran batu bara akan menghasilkan karbon dioksida (CO2), sulpur dioksida (SO2) dan Nitrogen oksida. Gas gas ini keluar dari boiler melalui Precipitator dan stack. Precipitator mampu mengolah 99.4 % debu sebelum gas dibuang ke udara. Sedangkan sisa pembakaran yang lebih berat akan mengendap ke bawah boiler dan dibuang lagoon. Turbin dan Generator. Uap bertekanan tinggi dari boiler digunakan untuk memutar bilah turbin yang dihubungkan dengan generator dengan bantuan poros. Poros yang berputar ini akan menghasilkan energi listrik di dalam generator. Condensers (kondensor). Uap panas yang keluar dari turbin dialirkan ke kondensor. Di kondensor uap didinginkan sehingga terkondensasi menjadi air, air ini di pompakan lagi ke boiler untuk dipanaskan dan proses ini terus berulang (resirkulasi). Water treatment plant. Untuk mengurangi korosi pada pipa pipa boiler, air yang digunakan untuk boiler harus dibersihkan. Air yang mengandung lumpur akan dibuang keluar dari sistem. Substation, transformer, transmission lines. Energi listrik yang di hasilkan oleh generator harus di naikan voltasenya melaui transformer (travo step up) sebelum di kirim melalui jalur transmisi (transmisi line). Tujuan untuk menaikan voltase ini untuk mengurangi energi yang terbuang selama proses pengiriman. Kinerja pembangkitan listrik pada PLTU sangat ditentukan oleh efisiensi panas pada proses pembakaran batubara tersebut, karena selain berpengaruh pada efisiensi pembangkitan, juga dapat menurunkan biaya pembangkitan. Kemudian dari segi lingkungan, diketahui bahwa jumlah emisi CO2 per satuan kalori dari batubara adalah yang terbanyak bila dibandingkan dengan bahan bakar fosil lainnya, dengan perbandingan untuk batubara, minyak, dan gas adalah 5:4:3. Sehingga berdasarkan uji coba yang mendapatkan hasil bahwa kenaikan efisiensi panas sebesar 1% akan dapat menurunkan emisi CO2 sebesar 2,5%, maka efisiensi panas yang meningkat akan dapat mengurangi beban lingkungan secara signifikan 4

5 akibat pembakaran batubara. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa teknologi pembakaran (combustion technology) merupakan tema utama pada upaya peningkatan efisiensi pemanfaatan batubara secara langsung sekaligus upaya antisipasi isu lingkungan ke depannya. 2. Kriteria Desain Fasilitas Pembangkit Listrik Untuk membangun fasilitas pembangkit listrik dengan bahan bakar batubara, maka hal terpenting yang harus diperhatikan dalam mendesain fasilitas tersebut adalah sifat-sifat dan gambaran batubara (yang ditunjukkan oleh parameter-parameter kualitasnya) yang digunakan. Pemilihan teknologi pembakaran yang tepat didasarkan pada sifat-sifat batubara yang digunakan merupakan sesuatu yang penting untuk mendapatkan pembakaran yang efisien dan teknologi yang ramah lingkungan. Prosedur dalam mendesain Boiler untuk pembakaran batubara Analisis Dasar Batubara : Nilai Kalor Analisis Proksimat (Kadar air, abu, VM, FC) Analisis Ultimat (C, H, N, S) HGI Analisis Abu (Titik leleh abu, komponen abu) Karakteristik Batubara : Kemampubakaran (Combusttibility) Pengendalian pencemaran (SOx, NO x, Debu, dsb) Karakteristik Pulverisasi Karakteristik Abu Faktor-Faktor Desain : Jenis-jenis Boiler untuk Pembakaran Batubara Peralatan-Peralatan pengendalian pencemaran Jenis-jenis Mill untuk Pulverisasi batubara Hal-hal lainnya berkaitan dengan desain boiler Keputusan Desain untuk Boiler Pembakaran Batubara 5

6 Boiler Pembakaran Batubara didasarkan pada Berbagai Jenis Batubara Type of Boiler Unit Output Heat Generation Rate Stocker Boiler Fluidized Bed CCFBC Boiler 640 MW MW MW kcal kcal kcal Sub-bituminous kcal Lignite kcal kcal kcal kcal kcal kcal Coal Characteristic Heating Value Analysis PCC Boiler Combustion Boiler 1000 MW Water Content 5-10 % 5-15 % % % % Volatile Matter 4-10 % % % % % Fixed Carbon % % % % % Ash Content % 5-40 % 5-10 % % 5-20 % 1.5 % - dry % - dry % - dry % - dry % - dry Nitrogen % % % % % Oxygen Ash Characteristics Analysis 1-3 % 5-15 % % % % SiO2 / Al2O3 1-2 % % % % % Fe2O % 1-30 % 5-15 % 1-15 % 5-10 % MgO + CaO 5-10 % 1-15 % % 3-30 % 5-30 % Sulfur Content Fuel Rate Ultimate Analysis Na2O Melting Point % % % % % oc oc oc oc 1200 oc 3. Sistem Pembangkit Listrik Kelas Menengah dan Kecil Disamping boiler pembakaran batubara pulverized, boiler jenis fluidized bed juga digunakan untuk sistem pembangkit listrik kelas menengah dan kecil. Boiler jenis fluidizedbed dapat digunakan dengan rentang jenis batubara lebih besar dibandingkan dengan sistem boiler pembakaran batubara pulverized skala besar. Berbagai jenis pembakaran seperti bubling, sirkulasi, dan pressurized telah dan sedang dikembangkan pada metoda pembakaran fluidized-bed. Operasi boiler fluidized-bed tipe bubling (ekivalen dengan 350 MW) telah digunakan pada beberapa pembangkit listrik. Kapasitas boiler ini dapat digunakan untuk sistem yang ekivalen dengan skala kelas menengah. 4. Boiler Pembakaran Batubara Efisiensi Tinggi 6

7 Contoh-Contoh Sistem Pembangkit Listrik di Jepang Sumber : Pemanfaatan Batubara,

8 Perkembangan Pembangkit Listrik berbagai Bahan Bakar di Indonesia Sumber : IEA Coal Report (Indonesian Coal Prospect 2010) Rencana Lokasi PLTU-Batubara di Indonesia sampai Tahun

9 Untuk mempercepat ketersediaan listrik PLN membuat program untuk membuat 35 PLTU dengan total tenaga MW. Ketiga puluh lima PLTU tersebut tersebar di jawa dan luar jawa. Untuk Jawa dibangun 10 buah PLTU, rinciannya sebagai berikut : No. Tempat Suralaya, Kapasitas 1 x 625 MW Labuhan, 2 x 300 MW Lontar Indramayu 3 x 315 MW 3 x 330 MW PLTU Jawa Tengah Pelabuhan Ratu Remabng 3 x 350 MW 2 x315 MW PLTU Jawa Timur Cilacap Pacitan 1 x 600 MW 2 x 315 MW 4. Paiton 1 x 660 MW 5. Tuban Jepara 2 x 350 MW 2 x 661 MW Pembangkit PLTU Banten PLTU Jawa Barat PLTU Tanjung Jati Untuk yang berada di luar Pulau Jawa dan Bali dibangun 25 PLTU, rinciannya : No Pembangkit PLTU NAD PLTU 2 Sum-Ut PLTU Sum-Bar PLTU 3 Ba-Bel PLTU 4 Ba-Bel PLTU 1 Riau PLTU 2 Riau PLTU Kepri PLTU Lampung PLTU 1 Kal-Bar PLTU 2 Kal-Bar PLTU 1 Kal-Teng PLTU Kal-Sel PLTU 2 Sul-Ut PLTU Sul-Tenggara Kapasitas 2 x 100 MW 2 x 200 MW 2 x 100 MW 2 x 25 MW 2 x 15 MW 2 x 10 MW 2 x 7 MW 2 x 7 MW 2 x 100 MW 2 x 50 MW 2 x 25 MW 2 x 60 MW 2 x 65 MW 2 x 25 MW 2 x 10 MW No Pembangkit PLTU Sul-Sel PLTU Gorontalo PLTU Maluku PLTU Mal-Ut PLTU 1 NTB PLTU 2 NTB PLTU 1 NTT PLTU 2 NTT PLTU 1 Papua PLTU 2 Papua Kapasitas 2 x 50 MW 2 x 25 MW 2 x 15 MW 2 x 7 MW 2 x15 MW 2 x 25 MW 2 x 7 MW 2 x 15 MW 2 x 7 MW 2 x 10 MW

10 Diagram Pemanfaatan Batubara di PLTU-Batubara Skematik PLTU-Batubara Peringkat Rendah 10

11 Spesifikasi Batubara untuk Pembangkit Tenaga Listrik PARAMETER Air Total (%) (As received) YANG DIPERLUKAN 4-8 *) BATASAN KETERANGAN maks. 12 (maks. 15) Menurunkan nilai kalori bersih dibatasi hingga mendekati maksimum 15 % bagi yang mudah digunakan/digerus. Batasan dibuat lebih tinggi untuk batubara peringkat rendah. Menurunkan nilai kalori bersih terbatas oleh kemampuan peralatan konsumen untuk menangani dan membuang abu. Tungku p.f. pembakaran samping. Tungku p.f. pembakaran bawah. Kosumen mempunyai bermacammacam preferensi sebagai dasar perhitungan. (bersih/kotor, kering udara/as received) Biasanya tergantung pada peraturan penanganan polusi setempat. Contohnya : Inggris maks. 2 % ; Prancis maks. 1,7 % ; Jerman maks. 1,0 % ; Jepang maks. 0,5 %. Dalam jumlah yang kecil tidak perlu sesuai dengan batasan tersebut. Tungku dasar kering, suhu terendah 150-A yang diizinkan tergantung pada fleksibilitas peralatan konsumen dan prosedur pengoperasian. Air Bebas (%) (As received) Abu (%) (Air dried) rendah maks maks (maks. 30) Zat Terbang (%) (dmmf) Nilai Kalori Kotor (air dried) MJ/Kg tinggi min. 25 maks. 25 min rendah maks. 0,5-1,0 (maks. 2,0) ISO-A tinggi min (min. 1050) Suhu leleh abu (oc) 5. Slagging dan Fouling Terbentuknya slagging dan fouling adalah dua hal yang saling berkaitan, sebab terjadinya slagging dan fouling berawal dari reaksi saat pembakaran batubara. Pada setiap pembakaran batubara selalu menghasilkan abu, baik abu dasar (bottom ash) maupun abu terbang (fly ash), bottom ash membentuk slagging sedangkan fly ash membentuk fouling. Proses pembakaran batubara akan berlangsung dengan baik jika tersedia udara dalam jumlah yang cukup. Proses pembakaran batubara merupakan ilmu kompleks karena adanya variasi kondisi fisika maupun kimia batubara, tetapi biasanya reaksi pembakaran batubara 11

12 digambarkan dengan reaksi oksidasi karbon menghasilkan karbon mono-oksida atau karbon dioksida: 2C + O2 2CO2 atau C + O2 = CO2 Gas CO yang terbentuk dapat bereaksi dengan oksigen membentuk gas CO2 sesuai reaksi : 2CO + O2 2CO2 Gas CO2 yang terbentuk dapat pula bereaksi dengan karbon membentuk gas CO CO2 + C 2CO Dan reaksi pembentukan uap air : 2H + ½ O2 H2O Diikuti dengan reaksi C + H2O CO + H2 Setelah ada nyala api, pembakaran batubara dimulai dari penguapan air, diikuti penyalaan zat terbang. Selain unsur hydrogen dan karbon unsur-unsur lain yang terdapat di dalam batubara juga mengalami oksidasi, misalnya unsur sulfur (S) dan Nitrogen. S + O2 SO2(g) Diikuti dengan reaksi 2SO2(g) + ½ O2 2SO3(g) 2N + O2 2NO(g) diikuti dengan reaksi 2NO + O2 2NO2(g) Adanya uap air di udara terbuka akan bereaksi dengan gas-gas hasil pembakaran membentuk asam sulfat atau asam nitrat yang merupakan sumber terjadinya korosi dan hujan asam. Reaksi-reaksi yang mungkin terlibat dalam pembentukan asam ini adalah : 2SO2(g) + H2O H2SO3 SO3(g) + H2O H2SO4 (asam Sulfat) Atau 2SO2(g) + O2 + 2H2O 2 H2SO4 NO2 + NO + H2O + O2 2HNO3 Atau 2 NO + 3/2O2 + H2O 2HNO3. Atau dengan reaksi : Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 Dan akan sangat mungkin ferro sulfat teroksidasi membentuk ferri sulfat : 4FeSO2 + 2H2SO4 + O2 2Fe2(SO4)3 + 2H2O 12

13 Sesuai persamaan reaksi di atas, maka terlihat bahwa terdapat gas SO 3 yang sangat mudah bereaksi dengan H2O membentuk H2SO4 (asam sulfat), pada jaringan alat yang terdiri dari Fe (besi) akan bereaksi dengan H2SO4 membentuk FeSO4, FeSO4 ini bereaksi dengan uap (O2) yang menghasilkan 2Fe2(SO4)3 yang dapat menempel didinding, kemudian abu akan lengket sangat kuat oleh adanya Fe2(SO4)3 pada dinding atau pipa-pipa sebagai korosi yang diawali oleh slagging atau fouling. 6. Pengukuran Index Slagging dan Fouling Index Slagging Slagging adalah keadaan dimana abu batubara meleleh di zone pembakaran akibat dari suhu operasi yang melebihi titik leleh abu (spherical temperature). Untuk abu batubara yang sifatnya light slagging dan moderate slagging dapat dicegah dengan cara soot-blower, tetapi untuk heavy slagging ash mengharuskan operasi boiler di hentikan. Slagging terutama disebabkan oleh adanya interasksi antara uap natrium dan kalium dengan oksida belerang, membentuk garam dengan titik leleh rendah (±400 oc) yang kemudian membentuk semi-fluida, yang lengket di dalam boiler. Partikel abu dan batubara dapat mengendap di permukaan semi-fluida ini yang lama-kelamaan bisa menebal, mengganggu aliran gas dan menimbulkan korosi. Penentuan indeks slagging suatu abu batubara dimaksudkan untuk memperkirakan derajat pembentukan endapan lelehan terak di dinding tungku suatu boiler. Nilai indeks slagging tergantung pada jenis batubaranya, dan dapat dihitung dari kandungan oksida asam, oksida basa, dan kadar sulfurnya.indeks slagging dihitung dari persamaan: Indeks slagging (R) = Nisbah basa/asam x kadar sulfur Indeks slagging dan tipe slagging untuk batubara bituminous dan batubara lignit dapat dihitung dan kemudian dikelompokkan atas tipe low, medium,high dan severe. Tabel 3.2. Indeks slagging dan tipe slagging Indeks Slagging Tipe Indeks Slagging Rs-bituminous Slagging Rs-lignitik <0.6 Low > Medium High >2.6 Severe <1150 Sumber : Pengantar dan Preparasi Batubara (Arief 13 Tipe Indeks Slagging Slagging Rviskositas Low >1340 Medium High Severe <1150 S. Sudarsono) Tipe Slagging Low Medium High Severe

14 Index Fouling Fouling adalah endapan yang terjadi disuperheater atau reheater. Endapan ini sulit dibersihkan dari susunan pipa yang rapat. Fouling ini merupakan sumber terjadinya korosi dan menghambat aliran gas. Endapan fouling biasanya bersifat lengket, sehingga dengan terbentuknya endapan alkali, partikel abu terbang akan muda melekat di permukaannya. Selain itu endapan alkali ini juga bersifat dapat pengabsorb gas sulfur oksida dari aliran gas, akibatnya dinding pipa akan muda terkorosi. Nilai indeks fouling memberikan gambaran kecenderungan abu batubara untuk mengakibatkan terjadinya fouling dan korosi di permukaan konveksi. Seperti halnya indeks slagging, indeks fouling juga dapat dihitung dari data komposisi abunya. Tabel 3.3.Indeks fouling dan tipe fouling Indeks Fouling Tipe Indeks Fouling Tipe Rf-bituminous Slagging Rf-lignitik Slagging <0.2 Low <0.30 Low Medium Medium High High >1.0 Severe >0.60 Severe Sumber : Pengantar dan Preparasi Batubara (Arief S. Sudarsono) Peristiwa fouling terjadi terutama karena tingginya kadar alkali di dalam abu batubara. Garam-garam natrium dan kalium, akan tervolatisasi selama pembakaran, kemudian terkondensasi pada partikel abu terbang dan boiler membentuk lapisan yang lengket. Benturan partikel-partikel tersebut dapat membentuk endapan pada dinding dan selanjutnya membentuk sinter. Akhirnya menjadi keras dan menempel dengan sangat kuat. Harga fouling index sampai 0,5 masih dalam toleransi yang dibolehkan. Pada dasarnya, semakin rendah kadar alkali didalam abu batubara, semakin rendah pula kecenderungan untuk terjadinya fouling. Kandungan alkali pada abu batubara biasanya dinyatakan sebagai Na2O. Abu batubara dengan alkali lebih rendah dari 0.1% dianggap sebagai non fouling, bila kandungan alkalinya antara % biasanya dapat menimbulkan tumbuhnya fouling tetapi masih bisa dikendalikan dengan soot-blowing secara berkala, abu batubara dengan kandungan alkali di atas 0.5% cenderung membentuk fouling dan menghasilkan sinter sehingga sulit dihilangkan. 14

15 7. Usaha Penanganan Slagging Dan Fouling Fenomena Slagging dan Fouling adalah fenomena terjadinya penumpukan kerak akibat pembakaran batubara, pada permukaan heat exchanger. Fenomena ini sangat merugikan bagi proses pembakaran di boiler, karena akan mengurangi efisiensi pertukaran panas. Penyebab terjadinya fenomena ini adalah karena kualitas batubara, terutama pada parameter AFT (Ash Fusion Temperature) memiliki nilai yang relatif rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, perlu dilakukan peningkatan kualitas batubara untuk meningkatkan nilai AFT. Metode yang bisa dilakukan untuk meningkatkan parameter tersebut adalah dengan Coal Blending (Pencampuran batubara) dan mengurangi kadar sulfur pada batubara yang digunakan. Kemudian meminimalkan terbentuknya slagging dan fouling dapat dilakukan dengan soot-blowing secara berkala. PEMANFAATAN BATUBARA DALAM INDUSTRI SEMEN PROSES PEMBUATAN SEMEN 15

16 Istilah semen pada umunya berarti semen portland dalam industri semen. Semen portland merupakan ikatan hidrolik yang mengental dan mengeras jika dicampur dengan air. Semen ini diperoleh jika klinker digerus sampai halus. Klinker portland adlah campuran mineral dengan sifat sifat hidrolik yang terbuat dari pembakaran mineral calcareous dan argillaceous. Tahapan Pembuatan Semen Portland 1. Komposisi Kimia Semen Komponen utama klinker adalah : 2. Tahapan Proses Pembuatan Semen Preparasi Bahan Baku 16

17 Preparasi bahan baku terdiri dari crushing, pre-blending, drying, grinding, dan homogenisasi. roses mixing dalam bentuk slurry tidak menimbulkan kesulitan yang berarti sehingga proses basah lebih banyak dipakai diseluruh dunia pada masa-masa lalu. Saat ini dengan peralatan odern, dimungkinkan melakukan proses homogenisasi dalam keadaan kering. Pembentukan Klinker Reaksi-Reaksi Proses pembentukan klnker dibagi menjadi 4 bagian, yaitu pengeringan dan dehidasi, kalsinasi, klinkerisasi, dan pendinginan. Semua reakasi tidak hanya dipengaruhi oleh faktor-faktor kimia, tetapi juga faktor-faktor mineralogi dan fisik. Proses Pembakaran Klinker Proses pemabkaran didalam kiln, dimana bahan baku dimasukkan ke dalam rotary kiln dalam bentuk slurry, atau kering. Neraca Panas 17

18 Dalam reaksi klinker panas merupakan hal yang sangat penting. Reaksi endotermis terjadi dalam proses kalsinasidan dekomposisi, eksoermis dalam klinkerasi. Bahan Bakar Dalam pembakaran klinker, bahan bakar tidak hanya berfungsi untuk menghasilkan temperatir yang tinggi tetapi juga mempengaruhi proses pembakaran itu, yaitu dari produk pembakarannya. Umumnya bahan bakar yang digunakan adalah minyak, batubara, gas alam, atau campuran ketiganya. Proses Basah 18

19 Proses Kering Penggerusan Akhir (Dari linker ke Semen) Sesudah pendinginan, klinker harus digerus bersama skitar 4-5% gipsum menjadi tekstur yang sangat halus untuk menghasilkan semen. PEMANFAATAN BATUBARA 1. Preparasi, Penggerusan, dan Sistem Pembakaran Penyimpanan dan Blending Jika batubara disimpan dalam waktu yang lama, volatile matter makin lama makin banya yang terlepas. Kehilangan volatile matter ini menyebabkan berkurangnya nilai kalor. Batubara dengan nilai kalor yang bervariasi, paling tidak dikehendaki, karena memberikan perubahan-perubahan fudamental pada bentuk nyala api, karakteristik perpindahan panas, dan laju masukan. Penggerusan dan Pembakaran 19

20 Karena batubara yang dibakar berukuran halus/bubuk, setiap sistem pembakaran harus dilengkapi dengan peralatan penggerusan. Kehalusan batubara yang dibutuhkan ditentukan oleh flammability dan laju pembakaran batubara. Berbagai sistem gabungan pabrik penggerusan dan pembakaran dikembangkan. Ada 3 sistem penggerusan-pembakaran standar : 1. Sistem Pembakaran Langsung 2. Sistem Pembakaran Tidak Langsung 3. Sistem Pembakaran Semi-Langsung 20 telah

21 21

22 2. Pengaruh Sifat-Sifat Batubara pada Pembuatan Semen Nilai Kalor Nilai kalor menyatakan energi yang diperoleh dari pembakaran batubara dan menentukan berat batubara yangharus ditangani oleh sistem. Batubara dengan nilai kalor tinggi akan disenangi karena akan mengamankan biaya peralatan, kapital, dan oerasi. Abu Batubara Selama reaksi klinkering, abu batubara bergabug dengan campuran bahan baku yang diumpankan ke kiln dan mengubah kandungan komponen-komponen klinker. Kenaikan kadar abu menyebabkan menurunnya karakteristik pembakaran dan dibutuhkan penggerusan yang lebih halus. Volatile Matter Penyalaan batubara dengan kadar volatile matter tinggi berlangsung lebih mudah dan kondisi pembakaran bisa berlangsung stabil tanpa perlu batubara berukuran sangat halus yang berlebih. Temperatur Penyalaan sebagai Fungsi Kadar Volatile Matter 22

23 Grindability merupakan fungsi dari kadar volatile matter. Oleh karenanya kadar volatile matter batubara yang digunakan dalamindustri semen umumnya berkisar 26-30% sehingga memberikan pengaruh baik pada grindability. karakeristik penyalaan batubara, dan keamanan. HGI sebagai fungsi dari Volatile Matter Kadar Air Batubara dengan kadar air tinggi, diatas 15% tidak cukup dikeringkan dalam sirkuit penggerusan konvensional sehingga diperlukan pengeringan terpisah. Dengan kadar air dibawah 15%, sirkuit penggerusan mampu menghasilkan batubara halus dengan kadar air 1-1,5% air dengan menggunakan udara dari pendingin klinker dan gas buang kiln sebagai sumber panas. 23

24 Konsumsi Energi dan Keluaran Mill sesuai dengan kadar air Batubara HGI Harga HGI menyatakan kemampuan penggerusan batubara yang baik. Umumnya jika HGI naik sekitar 10, keluaran mill spesifik naik sekitar 1520%. Unjuk Kerja Mill sebagai fungsi HGI Kadar Sulfur Sulfur bereaksi dengan logam-logamalkali dan oksgen dalam zona pembakaran menghasilkan alkali-sulfat dalam fasa gas. Alkali-sulfat mengkondensasi pada bahan baku dalam preheater dan dikembalikan ke kiln. 24

25 Skematik Pemanfaatan Batubara pada Industri Semen 25

26 BAB III KESIMPULAN Kinerja pembangkitan listrik pada PLTU sangat ditentukan oleh efisiensi panas pada proses pembakaran batubara tersebut, karena selain berpengaruh pada efisiensi pembangkitan, juga dapat menurunkan biaya pembangkitan. Kemudian dari segi lingkungan, diketahui bahwa jumlah emisi CO2 per satuan kalori dari batubara adalah yang terbanyak bila dibandingkan dengan bahan bakar fosil lainnya, dengan perbandingan untuk batubara, minyak, dan gas adalah 5:4:3. Sehingga berdasarkan uji coba yang mendapatkan hasil bahwa kenaikan efisiensi panas sebesar 1% akan dapat menurunkan emisi CO2 sebesar 2,5%, maka efisiensi panas yang meningkat akan dapat mengurangi beban lingkungan secara signifikan akibat pembakaran batubara. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa teknologi pembakaran (combustion technology) merupakan tema utama pada upaya peningkatan efisiensi pemanfaatan batubara secara langsung sekaligus upaya antisipasi isu lingkungan ke depannya. Untuk membangun fasilitas pembangkit listrik dengan bahan bakar batubara, maka hal terpenting yang harus diperhatikan dalam mendesain fasilitas tersebut adalah sifat-sifat dan gambaran batubara (yang ditunjukkan oleh parameter-parameter kualitasnya) yang digunakan. Pemilihan teknologi pembakaran yang tepat didasarkan pada sifat-sifat batubara yang digunakan merupakan sesuatu yang penting untuk mendapatkan pembakaran yang efisien dan teknologi yang ramah lingkungan. Jika batubara disimpan dalam waktu yang lama, volatile matter makin lama makin banya yang terlepas. Kehilangan volatile matter ini menyebabkan berkurangnya nilai kalor. Batubara dengan nilai kalor yang bervariasi, paling tidak dikehendaki, karena memberikan perubahan-perubahan fudamental pada bentuk nyala api, karakteristik perpindahan panas, dan laju masukan. Ada 3 sistem penggerusan-pembakaran standar : 1. Sistem Pembakaran Langsung 2. Sistem Pembakaran Tidak Langsung 3. Sistem Pembakaran Semi-Langsung 26

27 DAFTAR PUSTAKA kimiadahsyat.blogspot.com/2011/02/proses-pembuatan-semen.html sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=10&ved=0cfaqfjaj&url=http%3a%2f %2Fmukhlason.files.wordpress.com%2F2010%2F01%2Fpltu_batubaras.pdf&ei=mL6bUNbsI9HOrQeDs4HwCg&usg=AFQjCNE_gTUfd8-mZZpsq_rkC4lOnpietQ 27