STUDI EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL BATUBARA PADA SWIRLING FLUIDIZED BED DRYER TERHADAP KARAKTERISTIK PENGERINGAN BATUBARA

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR KONVERSI ENERGI STUDI EKSPERIMEN PENGARUH UKURAN PARTIKEL BATUBARA PADA SWIRLING FLUIDIZED BED DRYER TERHADAP KARAKTERISTIK PENGERINGAN BATUBARA DOSEN PEMBIMBING: Prof.Dr. Eng. PRABOWO, M. Eng. ZAINAL FANANI JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2 LATAR BELAKANG Untuk meningkatkan efisiensi dari pembangkit BATUBARA KALORI TINGGI TEKNOLOGI PENGERINGAN BATUBARA PENINGKATAN KUALITAS BATUBARA

3 LATAR BELAKANG TEKNOLOGI PENGERINGAN BATUBARA Rotary Dryer Fluidized Bed Dryer Gelombang Mikro Swirling Fluidized Bed Dryer

4 TUJUAN PENELITIAN Mengetahui pengaruh variasi ukuran partikel batubara 5mm,10mm,15mm terhadap karakteristik pengeringan batubara Mengetahui karakteristik udara pengering dalam grafik psikrometrik BATASAN MASALAH Ukuran partikel batubara 5 mm, 10 mm, 15 mm Sudut blade 20 derajat dan beban pengeringan 600 gram HE yang digunakan adalah 2 radiator yang dirangkai secara seri Kecepatan kipas yang dipakai adalah kecepatan kipas maksimum

5 PENELITIAN TERDAHULU 1. Adi Krisnawan melakukan Studi Eksperimen Karakteristik Pengeringan Batubara dengan Variasi Beban Pengeringan pada Cyclone Coal Dryer Variasi Ukuran Partikel Batubara Skema peralatan

6 PENELITIAN TERDAHULU 2. Edward K Levy dkk melakukan penelitian tentang pengeringan batubara dengan teknologi fluidized bed dryer Swirling fluidized bed dryer Skema peralatan

7 PENELITIAN TERDAHULU 3. Mohd Faizal Mohideen, dkk melakukan penelitian tentang Drying of Oil Palm Frond via Swirling Fluidization Technique Variasi Beban Pengeringan Skema peralatan

8 DASAR TEORI Prinsip Psikrometrik Titik 2 T out dan RH out Titik 1 CHAMBER Titik 0 Ti n dan RH in w 1 HE w 2 Titik 0 w 0 Tdb 1 Tdb 2 Tdb 0

9 DASAR TEORI Sampel batubara awal Sampel batubara basah Sampel batubara kering Berat sampel awal ( Bsb 0 ) Berat sampel basah ( Bsb 1 Bsb 12) Berat sampel kering ( Bsk 1 Bsk 12) MoistureContent (0) MoistureContent (1) Bsb Bsk Bsb 0 0 x 1 0 Bsb Bsk Bsb 1 1 x 100% 100%

10 FLOWCHART PENELITIAN START Mengecek peralatan: Blower, Heat exchanger Termokopel, valve, timbangan digital, RH meter, Menyiapkan batubara ukuran 5mm,10mm,15mm Menimbang Batubara d = ± 15 mm dan m = 600 gram Menyalakan Blower dan Mengatur Kecepatan Fluidisasi dengan Voltage regulator Melakukan Pengukuran Kecepatan Udara Menggunakan Anemometer pada Keluaran blower Anemometer 2 C D batubara udara V g A Tidak Ya Lakukan Penandaan pada Voltage Regulator Mematikan Blower Memasang Sudut blade 20 o Diameter batubara 5mm Menyalakan Heater Temperatur Air 90 o C Tidak Ya Buka Valve dengan Bukaan Penuh dan Nyalakan Pompa Menyalakan kipas Radiator dengan Kecepatan Maksimal Menyalakan Blower sesuai dengan Penandaan pada Voltage Regulator Tunggu Hingga Temperatur Udara Masuk Chamber Konstan Mengambil Sampel Batubara Basah Pertama dan Lakukan penimbangan (MS B 0) Memasukkan Batubara Basah ke dalam Chamber A B

11 A B Waktu + 5 Menit Pengambilan sampel Menimbang Massa Batubara Hasil Proses Pengeringan Waktu + 1 Menit Waktu + 2 Menit Waktu 5 Menit Tidak Ya Waktu 11 Menit Tidak Ya Tidak Waktu = 31 Menit Ya Mematikan Blower Tidak Batubara diameter 15mm Ya Sampel Batubara Hasil Drying Dilakukan Pengovenan Selama 3 Jam dengan Temperatur 105 o C Berat sampel batubara basah ( Msb 0 Msb 12 ) Berat sampel batubara kering ( Msk 0 Msk 12 ) T in dan RH in T out ( 1 sampai 12 ) RH out ( 1 sampai 12 ) END

12 Timbang batubara sebanyak 600 gram SKEMA PENELITIAN Menyalakan blower dan mengatur kecepatan fluidasi Mengukur kecepatan udara dengan anemometer Nyalakan pompa, kipas, blower, dan tunggu sampai kondisi steady Nyalakan heater sampai temp 90 0 Memasang distributor blade 20 0

13 SKEMA PENELITIAN Masukkan batubara ke dalam chamber (sebelum dimasukkan timbang sampel awal ) Massa sampel basah ditimbang Sampel Basah Msb0-Msb12 Sampel kering Msk0-Msk12 Setelah keluar dari oven, semua sampel ditimbang kembali Selama 108 menit dengan temperatur C

14 SKEMA PENGAMBILAN DATA A Termokopel 1 : untuk mengukur temperatur dry bulb saat masuk chamber Termokopel 2 : untuk mengukur temperatur dry bulb saat keluar chamber. Rh meter 1 : mengukur relative humidity saat masuk chamber. Rh meter 2 : mengukur relative humidity saat keluar dari chamber. Anemometer: mengukur kecepatan udara masuk ke dalam chamber

15 ANALISA HASIL PERCOBAAN Pengaruh variasi ukuran partikel batubara terhadap moisture content 25 % 7,6 % 7,4 % 6,4 % Penurunan moisture Content signifikan Penurunan moisture content constant

16 ANALISA HASIL PERCOBAAN Pengaruh variasi ukuran partikel batubara terhadap relative humidity 34,6 % 31,2 % 28,1 % 17,1 % 15,9 % 15,3 % Penurunan relative humididity signifikan Penurunan relative humididity konstan

17 ANALISA HASIL PERCOBAAN Pengaruh variasi ukuran partikel batubara terhadap temperatur 55 0 C 44,6 0 C Temperatur naik Kenaikan temperatur tidak signifikan

18 ANALISA HASIL PERCOBAAN Perbandingan moisture content dari sisi batubara dan dari sisi udara dengan ukuran partikel batubara 5 mm Terjadi penurunan signifikan Penurunan massa uap air konstan

19 ANALISA HASIL PERCOBAAN Perbandingan moisture content dari sisi batubara dan dari sisi udara dengan ukuran partikel batubara 10 mm Terjadi penurunan signifikan Penurunan massa uap air konstan

20 ANALISA HASIL PERCOBAAN Perbandingan moisture content dari sisi batubara dan dari sisi udara dengan ukuran partikel batubara 15 mm Terjadi penurunan signifikan Terjadi penurunan signifikan

21 ANALISA HASIL PERCOBAAN Analisa Diagram Psychrometric pada udara pengering. 5 mm 10 mm 15 mm W 2.1 0,01758 W 2.5 0,01489 Tout 1 Tout 5 T in 45,5 0 C 49,2 0 C 55 0 C

22 ANALISA HASIL PERCOBAAN Pengaruh ukuran partikel batubara terhadap koefisien perpindahan massa hm S h D D AB.

23 KESIMPULAN Dari analisa moisture content, pada 5 menit pertama memiliki proses pelepasan massa uap air paling besar yang ditandai dengan penurunan moisture content paling besar. Partikel 5 mm penurunannya dari 25,2 % menjadi 10,45 %, partikel 10 mm dari 25,6 % menjadi 13,4 %, partikel 15 mm dari 25,8 % menjadi 16,5 % Dari analisa temperatur, Partikel 5 mm memiliki nilai temperatur paling rendah, saat menit ke 1 temperaturnya sebesar 44,6 0 C dan saat menit ke 31 temperaturnya sebesar 54,3 0 C, hal ini dikarenakan partikel ukuran kecil akan mengeluarkan uap air lebih banyak dari pada partikel 10 mm dan 15 mm, sehingga uap air akan mendinginkan udara pengering. Dari analisa relative humidity, Partikel 5 mm memiliki nilai Relative humidity yang lebih besar dari pada partikel 10 mm dan 15mm, pada menit pertama nilai RH nya sebesar 34,6 % dan saat menit ke 31 nilai RH nya sebesaar 14,5 %. Partikel 5 mm memiliki koefisien perpindahan massa lebih besar dari pada partikel 10 mm dan 15 mm yaitu sebesar 0,1278 m/s, sedangkan untuk ukuran partikel 10 mm sebesar 0,1112 m/s, ukuran partikel 15 mm sebesar 0,1026 m/s

24