|
|
ArtikelCoal Water Fuel
Peningkatan peran batubara sebagai penyedia energy alternative terus dilakukan, hal ini telah mendorong dilakukannya penelitian dengan bahan utama batubara yang semula dalam bentuk padat menjadi bahan cair. Rekayasa tersebut telah menghasilkan coal oil mixture (COM) coal water fuel (COF) dan teknologi pencairan batubara. 1. COAL OIL MIXTURE (COM) Pada saat krisis minyak terjadi, para ahli berusaha menemukan bahan bakar yang dapat mengganti bunker c oil atau fuel no. 6. Penemuan ini tidak hanya didasarkan pada kemampuan teknologi saja namun harus dibuktikan secara ekonomis bahwa bahan bakar pengganti ini memang ekonomis lebih murah dari bunker C. oil. Salah satu penemuan ini adalah coal oil mixture (COM). Beberapa proses dilakukan sebagai berikut :
a. Proses ultrasonic Proses ini dikembangkan oleh Coal liquid international of USA dengan prinsip dasar sebagai berikut : Batubara digerus dalam pulverizer sampai ukuran 2000 mesh. Dengan komposisi batubara gerus 50%, bunker C oil 40% dan air tawar 10%, dimasukan dalam mixing tank dan diaduk. dipergunakan air karena air mempunyai kemampuan pembakaran (combustion capability). Adukan COM ini belum stabil, oleh sebab itu dialirkan melalui ultrasonic device yang dikembangkan. Ultrasonic berfungsi untuk melepas molekul air dari batubara kemudian diselimuti oleh bunker C oil. Didalam alat ultrasonic, butiran-butiran sangat kecil, sehingga tidak terjadi agresi pada butiran-butiran itu. Setelah melalui proses ultrasonic, COM yang dihasilkan menjadi stabil dan dapat disimpan dalam tangki penyimpanan yang dilengkapi dengan pemanasan automatis (automatic heating) dengan temperature T = 60C. Proses stabilisasi yang dilakukan oleh alat ultrasonic ini biayanya sangat minimum, kurang dari satu sen dollar per million BTU. Ini dapat memecahkan masalah bahan bakar yang menunjukan stabilitas statis dan stabilitas dinamis. Stabilitas statis adalah kemampuan campuran itu (COM) untuk tetap homogen, baik ketika ditransport ataupun ketika dalam penyimpanan sampai diperlukan. Stabilitas dinamis adalah ketentuan retensi bahan bakar (COM) ketika mengalir melalui pipa pembakar.
b. Proses Umum Pada proses ini batubara yang sudah digerus, Bunker C Oil, air dan additive (zat penambah) diaduk secara mekanis didalam tangki campur (mixing tank) dengan cara agitasi. Adukan yang selesai dan sudah stabil dialirkan ketangki penyimpan.
Dalam proses ini batubara tidak perlu digerus, melainkan raw coal, bersama-sama bunker C oil, air ditambah additive active agent (SAA) digiling dalam ballmill. COM yang sudah stabil dialirkan ke tangki penyimpanan. Perbedaan pokok antara COM boiler dan B/C oil boiler adalah : 1. Fuel feeding equipmentnya berbeda 2. Struktur pembakar (burner) juga berbeda Boiler harus ditambah peralatan kantong filter untuk menampung abu yang dihasilkan oleh batubara didalam COM. Pada percobaan dengan COM ini masih didapatkan masalah-masalah antara lain : *) Abu yang terbentuk hasil pembakaran COM *) Nozzle burnernya cepat aus, lubangnya cepat besar Diujung-ujung lubang selalu terdapat kerak yang berwarna hitam, juga didalam pipa burner selalu mengendap zat yang berwarna putih, diduga SiO2, nozzle burner ini ada tujuh dan harus dibersihkan setiap hari sekali. COM tidak menyebabkan polusi, abu hasil pembakaran diboiler ditampung dibawah boiler, sedangkan fly ashnya ditutup dengan flute gas kekantong filter. COM demonstration plant yang di Incon Korea lebih menyukai bituminous coal yang tinggi nilai kalornya, rendah kadar abunya <4% dan volatile matter (VM) masih dapat ditolerir sampai 45%. Bila VMnya tinggi, maka ketika terjadi penggerusan batubara, dialirkan udara yang bebas O2 dalam air heater. Nilai ekonomis penggunaan COM ini tergantung pada harga minyak.
Seperti diketahui minyak tanah, solar dan bensin dapat diperoleh dengan proses konversi encairan batubara. Bahan bakar gas dapat diperoleh dengan proses gasifikasi batubara. Salah satu proses yang sederhana adalah modifikasi batubara menjadi suatu campuran batubara yang bersifat cair yaitu coal water fuel dapat menggantikan minyak bakar yang merupakan salah satu produk minyak bumi. a. BAHAN BAKU CWF Sebagai bahan baku yang dipergunakan batubara yang mempunyai nilai kalor tinggi (kurang lebih 7.000 kcal/kg) sebagai kompensasi pemakaian air sehingga nilai kalor CWF yang diperoleh cukup tinggi pula. Bahan baku batubara jenis bitumen dengan nilai kalor tinggi dan kandungan air bawaan (inherent moisture)yang rendah disarankan sehingga kendala rendahnya nilai kalor CWF yang diperoleh dapat diatasi. Sebetulnya dapat pula dipergunakan sub bitumen ataupun lignit. Tetapi kedua jenis tersebut mempunyai kandungan air bawaan yang tinggi sehingga CWF yang dihasilkan akan mempunyai nilai kalor yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut harus dilakukan pengeringan pada suhu dan tekanan tinggi. Persyaratan bahan baku CWF adalah ; 1. Kadar abu yang rendah 2. Kandungan zat terbang lebih besar dari 20% 3. Angka HGI harus tinggi 4. Fouling dan slagging indeks yang rendah 5. Kandungan belerang kurang dari 1 %
b. ADITIF Aditif adalah bahan yang ditambahkan kedalam campuran CWF dan berfungsi untuk menambah kestabilannya, artinya butiran batubaranya tidak mengendap dalam waktu yang lama (2 bulan atau lebih). Adapula aditif yang berfungsi untuk mendispersikan butiran batubara tersebut. Penambahan aditif berkisar antara 0,1 sampai 1,5 tergantung macam aditifnya. Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa aditif yang baik berupa surfactant (reagen pengaktif permukaan butir) yang dapat terdiri dari surfactant ionik (anionik atau kationik) dan surfactant non-ionik. Ada pula adiktif lain yang fungsinya untuk membuat campuran yang bersifat emulsi dan stabil. Karena jenis surfactant ini banyak variasinya,maka diperlukan penelitian khusus yang cocok untuk batubara yang sedang dipakai unuk bahan baku CWF. Persyaratan aditif yang baik ialah harus efektif, ikut terbakar dalam proses pembakaran dan murah.
c. PEMBUATAN CWF Teknologi pembuatan CWF termasuk sederhana terutama apabila memakai bahan baku batubara yang mempunyai nilai kalor tinggi (kurang lebih 7.000 kcal/kg). Batubara yangmempunyai kadar abu rendah (<10%) digerus menjadi 10 mm dan kemudian digiling dengan ballmill. Penggilingan dilakukan dengan konsentrasi padatan tinggi (kurang lebih 70% batubara). Hasil gilingan dilakukan pada suatu pemisah ukuran (size classifier) pada ukuran pemisah 75 mikron. Ukuran lebih besar 75 mikron diteruskan kealat pengurangan air (dewatering) apabila diperlukan. Ukuran partikel terbesar batubara tidak terpaku pada 75 mikron saja, dapat juga lebih besar atau halus tergantung dari jenis batubaranya. Besarnya konsentrasi campuran pada pengadukan (mixing) ditentukan pada waktu optimasi skala laboratorium sebelumnya. Untuk batubara dengan mutu tinggi, proses pembuatan CWF dapat lebih sederhana. Setelah penggilingan dapat langsung dilakukan pengadukan dimana pada tahap ini aditif ditambahkan. Pada batubara tingkatan rendah dengan kandungan air bawaan tinggi perlu dilakukan pengeringan lebih dahulu pada suhu tinggi. Pengadukan berlangsung hanya dalam waktu beberapa menit dengan putaran tinggi (>6000) dan menghasilkan kestabilan yang tinggi (> 2 bulan).
3. TEKNOLOGI PENCAIRAN BATUBARA Pada suatu saat kebutuhan tidak dapat bergantung pada minyak dan gas bumi, karena cadangannya cenderung menurun, apabila tidak ditemukan cadangan baru. Untuk menghemat penggunaan bahan bakar tersebut ditingkatkan penggunaan batu bara sebagai salah satu sumber energi alternatif. Untuk hal tersebut dicoba melakukan pencairan batu bara. Proses pencairan batubara dipilih proses hidrogenasi (pencairan batubara secara langsung) dengan memilih batubara yang mempunyai kadar abu rendah (<10 %). Percobaan dilakukan pada batu bara yang berasal dari sumatra selatan (banjarsari dan kungkilan) dalam suatu autoclave yang berkapasitas 250 cc. a. Prinsip Kerja Batubara + 40 gram, katalis + 0,40 gram (CoMo) ditambah 60 gram tar oil fraction, dimasukkan kedalam autoclave. Gas hidrogen dialirkan kedalam autoclave dengan tekanan 150 bar, kemudian dipanaskan sambil digoyang hingga dicapai suhu konstan di mana tekanan gas akan turun. Gas yang dihasilkan dianalisis untuk menghitung konversi batubara menjadi larutan diperhitungkan dari larutan yang dihasilkan. b. Hasil yang diperoleh : Konversi batubara banjarsari 98,50% Kungkilan 92,50%. Gas yang dihasilkan dari penelitian ini didapatkan macam dan prosentase volume yang berbeda dari hasil pencairan batubara yang berasal dari banjarsari dan kungkilan. Hasil penelitian awal ini memberikan harapan kemungkinan melakukan pencairan batubara dalam skala industri.
(Sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Kegunaan abu batu bara
Salah satu produk samping dari hasil pembangkitan tenaga listrik PLTU batubara adalah abu batubara. Pada awalnya abu ini merupakan limbah yang tidak bisa dimanfaatkan lagi, tetapi setelah dikaji lebih jauh ternyata abu batubara dapat dimanfaatkan karena berbentuk partikel halus amorf dan bersifat Pozzolan dan dapat bereaksi dengan kapur pada suhu kamar dengan media air dan membentuk senyawa yang bersifat mengikat. Abu batubara yang dihasilkan oleh Unit Bisnis Pembangkit Suralaya yang mempunyai total kapasitas terpasang dari pembangkit 3400 MW, adalah 1200 ton perhari dengan kehalusan 200 mesh. Kandungan unsur yang ada didalamnya adalah :
Dari hasil penelitian, abu batubara tersebut dapat dimanfaatkan dengan matriks sebagai berikut: · Cement · Concrete · Ceramics · Civil Engineering Application · Lime · FGD Gypsum · Miscellaneous · Synthetic Artificial · Upgrading Technique · Low Added Value. · Conblok Merah · Conblock Abu-abu · Conblock Berlian · Conblock Segi enam · Bata Beton penganti bata merah · Batako Cara terbentuknya batubara
Batubara terbentuk dengan cara yang sangat kompleks dan memerlukan waktu yang lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) dibawah pengaruh fisika, kimia dan keadaan geologi. Untuk memahami bagaimana batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan perlu diketahui dimana batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan perlu diketahui dimana batubara terbentuk dan faktor-faktor yang akan mempengaruhinya serta bentuk lapisan batubara. Tempat Terbentuknya Batubara Ada 2 macam teori yang menyatakan tempat terbentuknya batubara, yaitu : A. Teori Insitu Teori ini menyatakan bahwa bahan-bahan pembenrtuk lapisan batubara terbentuknya ditempat dimana tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumbuhan tersebut mati, belum mengalami proses transportasi, segera tertimbun oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran luas dan merata, kualitasnya lebih baik karena kadar abunya relatif kecil, Dapat dijumpai pada lapangan batubara Muara Enim (SumSel). Teori ini menyatakan bahwa bahan-bahan pembenrtuk lapisan batubara terbentuknya ditempat yang berbeda dengan tempat tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumbuhan tersebut mati, diangkut oleh media air dan berakumulasi disuatu tempat, segera tertimbun oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran tidak luas tetapi dijumpai dibeberapa tempat, kualitasnya kurang baik karena banyak mengandung material pengotor yang terangkut bersama selama proses pengangkutan dari tempat asal tanaman ke tempat sedimentasi. Dapat dijumpai pada lapangan batubara delta Mahakam Purba, Kaltim. Faktor yang Berpengaruh Batubara terbentuk dengan cara yang kompleks dan memerlukan waktu yang lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) dibawah pengaruh fisika, kimia ataupun keadaan geologi. Faktor yang berpengaruh pada pembentukan batubara, yaitu : a. Posisi Geotektonik
Merupakan suatu tempat yang keberadaannya dipengaruhi gaya-gaya tektonik lempeng. Posisi ini mempengaruhi iklim lokal dan morfologi cekungan pengendapan batubara maupun kecepatan penurunannya.
b. Morfologi (Topografi Morfologi dari cekungan pada saat pembentukan gambut sangat penting karena menentukan penyebaran rawa-rawa dimana batubara tersebut terbentuk. c. Iklim Kelembaban memegang peranan penting dalam pembentukan batubara dan merupakan faktor pengontrol pertumbuhan flora dan kondisi yang sesuai. Tergantung pada posisi geografi dan dipengaruhi oleh posisi geotektonik. Dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik. Jika penurunan dan pengendapan gambut seimbang akan dihasilkan endapan batubara tebal. Posisi geologi menentukan berkembangnya evolusi kehidupan berbagai macam tumbuhan. Dalam masa perkembangannya secara tidak langsung membahas sejarah pengendapan batubara dan metamorfosa organik. Makin tua umur batuan makin dalam penimbunan yang tejadi, sehingga terbentuk batubara yang bermutu tinggi. Tetapi pada batubara yang mempunyai umur geologi lebih tua selalu ada resiko mengalami deformasi tektonik yang membentuk struktur perlipatan atau patahan pada lapisan batubara. f. Tumbuhan Flora merupakan unsur utama pembentuk batubara. Pertumbuhan dari flora terakumulasi pada suatu lingkungan dan zona fisiografi dengan iklim dan topografi tertentu, merupakan faktor penentu terbentuknya berbagai type batubara. g. Dekomposisi Dekomposisi flora merupakan bagian dari transformasi biokimia dari organik merupakan titik awal untuk seluruh alterasi. Dalam pertumbuhan gambut, sisa tumbuhan akan mengalami perubahan baik secara fisik maupun kimiawi. Setelah tumbuhan mati, proses degradasi biokimia lebih berperan. Proses pembusukan (decay) akan terjadi oleh kerja mikrobiologi (bakteri anaerob). Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti celulosa, protoplasma dan pati. Dari proses diatas terjadi perubahan dari kayu menjadi lignit dan batubara berbitumen. Dalam suasana kekurangan oksigen terjadi proses biokimia yang berakibat keluarnya air (H2O) dan sebagian unsur karbon akan hilang dalam bentuk karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO) dan methan (CH4). Akibat pelepasan unsur atau senyawa tersebut jumlah relatif unsur karbon akan bertambah. Kecepatan pembentukan gambut tergantung pada kecepatan perkembangan tumbuhan dan proses pembusukan. Bila tumbuhan tertutup oleh air dengan cepat, maka akan terhindar oleh proses pembusukan, tetapi terjadi proses disintegrasi atau penguraian oleh mikrobiologi. Bila tumbuhan yang telah mati terlalu lama berada di udara terbuka, maka kecepatan pembentukan gambut akan berkurang, sehingga hanya bagian keras saja tertinggal yang menyulitkan penguraian oleh mikrobiologi. h. Sejarah sesudah pengendapan Sejarah cekungan batubara secara luas bergantung pada posisi geotektonik yang mempengaruhi perkembangan batubara dan cekungan batubara. Secara singkat terjadi proses geokimia dan metamorfosa organik setelah pengendapan gambut. i. Struktur cekungan batubara Terbentuknya batubara pada cekungan batubara umumnya mengalami deformasi oleh gaya tektonik, yang akan menghasilkan lapisan batubara dengan bentuk tertentu. Tingkat kedua dalam pembentukan batubara adalah penimbunan atau penguburan oleh sedimen baru. Pada tingkat ini proses degradasi biokimia tidak berperan lagi tetapi lebih didominasi oleh proses dinamokimia. Proses ini menyebabkan terjadinya perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai mutu. Selama proses ini terjadi pengurangan air lembab, oksigen dan zat terbang (seperti CO2, CO, CH4 dan gas lainnya) serta bertambahnya prosentase karbon padat, belerang dan kandungan abu. Perubahan mutu batubara diakibatkkan oleh faktor tekanan dan waktu. Tekanan dapat disebabkan oleh lapisan sedimen penutup yang sangat tebal atau karena tektonik. Terbentuknya Lapisan Batubara Tebal Lapisan batubara tebal merupakan deposit batubara yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Salah satu syarat yang dapat membentuk lapisan batubara tebal adalah apabila terdapat suatu cekungan yang oleh karena beban pengendapan bahan-bahan pembentuk batubara diatasnya mengakibatkan dasar cekungan tersebut turun secara perlahan-lahan. Batubara terbentuk dari sisa tumbuhan mati dengan komposisi utama cellulose. Proses pembentukan batubara atau coalification yang dibantu oleh faktor fisika, kimia alam akan mengubah cellulose menjadi lignit, subbitumene dan antrasit. Reaksi pembentukan batubara adalah sebagai berikut : 5(C6H10O5) ------> C20H22O4 + 3 CH4 + 8 H2O + 6 CO2 + CO Cellulosa (zat organik) yang merupakan zat pembentuk batubara. Unsur C dalam lignit lebih sedikit dibanding bitumine. Semakin banyak unsur C lignit semakin baik mutunya. Unsur H dalam lignit lebih banyak ketimbang pada bitumene. Semakin banyak unsur H lignit makin kurang baik mutunya. Senyawa CH4 (methan) lignit semakin baik kualitasnya. Bentuk cekungan, proses sedimentasi, proses geologi selama dan sesudah proses coalification akan menentukan bentuk lapisan batubara. Dikenal beberapa bentuk lapisan batubara, yaitu : a. Bentuk Horse Back Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan batubara dan batuan yang menutupinya melengkung kearah atas akibat gaya kompresi. Ketebalan kearah lateral lapisan batubara kemungkinan sama ataupun menjadi lebih kecil atau menipis. Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan yang menipis dibagian tengah. Pada umumnya dasar dari lapisan batubara merupakan batuan yang plastis misalnya batulempung, sedang diatas lapisan batubara secara setempat ditutupi oleh batupasir yang secara lateral merupakan pengisian suatu alur. Bentuk ini terjadi apabila diantara 2 bagian deposit batubara terdapat urat lempung. Bentukan ini terjadi apabila pada satu seri deposit batubara mengalami patahan, kemudian pada bidang patahan yang merupakan rekahan terbuka terisi oleh material lempung ataupun pasir. Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana batubara semula terbentuk terdapat suatu kulminasi sehingga lapisan batubara seperti terintrusi. Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana deposit batubara mengalami beberapa seri patahan. Keadaan ini akan mengacaukan didalam perhitungan cadangan, akibat adanya perpindahan perlapisan akibat pergeseran kearah vertikal Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana deposit batubara mengalami perlipatan. Makin intensif gaya yang bekerja pembentuk perlipatan akan makin kompleks perlipatan tersebut terjadi. (sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Mengenal batu bara
Latar Belakang
Batubara merupakan salah satu sumber energi primer yang memiliki riwayat pemanfaatan yang sangat panjang. Beberapa ahli sejarah yakin bahwa batubara pertama kali digunakan secara komersial di Cina. Ada laporan yang menyatakan bahwa suatu tambang di timur laut Cina menyediakan batu bara untuk mencairkan tembaga dan untuk mencetak uang logam sekitar tahun 1000 SM. Bahkan petunjuk paling awal tentang batubara ternyata berasal dari filsuf dan ilmuwan Yunani yaitu Aristoteles, yang menyebutkan adanya arang seperti batu.
Abu batu bara yang ditemukan di reruntuhan bangunan bangsa Romawi di Inggris juga menunjukkan bahwa batubara telah digunakan oleh bangsa Romawi pada tahun 400 SM. Catatan sejarah dari Abad Pertengahan memberikan bukti pertama penambangan batu bara di Eropa, bahkan suatu perdagangan internasional batu bara laut dari lapisan batu bara yang tersingkap di pantai Inggris dikumpulkan dan diekspor ke Belgia. Selama Revolusi Industri pada abad 18 dan 19, kebutuhan akan batubara amat mendesak. Penemuan revolusional mesin uap oleh James Watt, yang dipatenkan pada tahun 1769, sangat berperan dalam pertumbuhan penggunaan batu bara. Oleh karena itu, riwayat penambangan dan penggunaan batubara tidak dapat dilepaskan dari sejarah Revolusi Industri, terutama terkait dengan produksi besi dan baja,transportasi kereta api dan kapal uap. Namun tingkat penggunaan batubara sebagai sumber energi primer mulai berkurang seiring dengan semakin meningkatnya pemakaian minyak. Dan akhirnya, sejak tahun 1960 minyak menempati posisi paling atas sebagai sumber energi primer menggantikan batubara. Meskipun demikian, bukan berarti bahwa batubara akhirnya tidak berperan sama sekali sebagai salah satu sumber energi primer. Krisis minyak pada tahun 1973 menyadarkan banyak pihak bahwa ketergantungan yang berlebihan pada salah satu sumber energi primer, dalam hal ini minyak, akan menyulitkan upaya pemenuhan pasokan energi yang kontinyu. Selain itu, labilnya kondisi keamanan di Timur Tengah yang merupakan produsen minyak terbesar juga sangat berpengaruh pada fluktuasi harga maupun stabilitas pasokan. Keadaan inilah yang kemudian mengembalikan pamor batubara sebagai alternatif sumber energi primer, disamping faktor – faktor berikut ini: 1. Cadangan batubara sangat banyak dan tersebar luas.
Diperkirakan terdapat lebih dari 984 milyar ton cadangan batubara terbukti (proven coal reserves) di seluruh dunia yang tersebar di lebih dari 70 negara. Dengan asumsi tingkat produksi pada tahun 2004 yaitu sekitar 4.63 milyar ton per tahun untuk produksi batubara keras (hard coal) dan 879 juta ton per tahun untuk batubara muda (brown coal), maka cadangan batubara diperkirakan dapat bertahan hingga 164 tahun. Sebaliknya, dengan tingkat produksi pada saat ini, minyak diperkirakan akan habis dalam waktu 41 tahun, sedangkan gas adalah 67 tahun. Disamping itu, sebaran cadangannya pun terbatas, dimana 68% cadangan minyak dan 67% cadangan gas dunia terkonsentrasi di Timur Tengah dan Rusia. 2. Negara2 maju dan negara – negara berkembang terkemuka memiliki banyak cadangan batubara. Berdasarkan data dari BP Statistical Review of Energy 2004, pada tahun 2003, 8 besar negara – negara dengan cadangan batubara terbanyak adalah USA, Rusia, China, India, Australia, Jerman, Afrika Selatan dan Ukraina
3. Batubara dapat diperoleh dari banyak sumber di pasar dunia dengan pasokan yang stabil.
4. Harga batubara yang murah dibandingkan dengan minyak dan gas.
5. Batubara aman untuk ditransportasikan dan disimpan.
6. Batubara dapat ditumpuk di sekitar tambang, pembangkit listrik, atau lokasi sementara.
7. Teknologi pembangkit listrik tenaga uap batubara sudah teruji dan handal.
8. Kualitas batubara tidak banyak terpengaruh oleh cuaca maupun hujan.
9. Pengaruh pemanfaatan batubara terhadap perubahan lingkungan sudah dipahami dan dipelajari secara luas, sehingga teknologi batubara bersih (clean coal technology) dapat dikembangkan dan diaplikasikan.
Melihat pemaparan di atas, dapat dimengerti bahwa peranan batubara dalam penyediaan kebutuhan energi sangatlah penting. Disini penulis tidak akan membahas lebih jauh tentang hal tersebut, tapi akan mengenalkan tentang batubara dan parameter umum yang menjadi penilaian kualitas batubara. Pembentukan Batubara Pembentukan batubara dimulai sejak periode pembentukan Karbon (Carboniferous Period) – dikenal sebagai zaman batu bara pertama – yang berlangsung antara 360 juta sampai 290 juta tahun yang lalu. Kualitas dari setiap endapan batu bara ditentukan oleh suhu dan tekanan serta lama waktu pembentukan, yang disebut sebagai ‘maturitas organik’. Proses awalnya, endapan tumbuhan berubah menjadi gambut (peat), yang selanjutnya berubah menjadi batu bara muda (lignite) atau disebut pula batu bara coklat (brown coal). Batubara muda adalah batu bara dengan jenis maturitas organik rendah. Setelah mendapat pengaruh suhu dan tekanan yang terus menerus selama jutaan tahun, maka batu bara muda akan mengalami perubahan yang secara bertahap menambah maturitas organiknya dan mengubah batubara muda menjadi batu bara subbituminus (sub-bituminous). Dalam proses pembatubaraan, maturitas organik sebenarnya menggambarkan perubahan konsentrasi dari setiap unsur utama pembentuk batubara. Berikut ini ditunjukkan contoh analisis dari masing – masing unsur yang terdapat dalam setiap tahapan pembatubaraan. Semakin tinggi tingkat pembatubaraan, maka kadar karbon akan meningkat, sedangkan hidrogen dan oksigen akan berkurang. Karena tingkat pembatubaraan secara umum dapat diasosiasikan dengan mutu atau kualitas batubara, maka batubara dengan tingkat pembatubaraan rendah – disebut pula batubara bermutu rendah – seperti lignite dan sub-bituminus biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti tanah, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah. Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu, kelembabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat, sehingga kandungan energinya juga semakin besar. Pemanfaatan Batubara Kualitas Batubara Mengambil contoh pembangkit listrik tenaga uap batubara, pengaruh – pengaruh parameter di atas terhadap peralatan pembangkitan listrik adalah sebagai berikut: 1. Kalori (Calorific Value atau CV, satuan cal/gr atau kcal/kg)
CV sangat berpengaruh terhadap pengoperasian pulveriser/mill, pipa batubara dan windbox, serta burner. Semakin tinggi CV maka aliran batubara setiap jam-nya semakin rendah sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan. Untuk batubara dengan kadar kelembaban dan tingkat ketergerusan yang sama, maka dengan CV yang tinggi menyebabkan pulveriser akan beroperasi di bawah kapasitas normalnya (menurut desain), atau dengan kata lain operating ratio-nya menjadi lebih rendah. 2. Kadar kelembaban (Moisture, satuan %)
Hasil analisis untuk kelembaban terbagi menjadi free moisture (FM) dan inherent moisture (IM). Adapun 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 pulveriser. 3. Zat terbang (Volatile Matter atau VM, satuan %)
Kandungan VM mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api. Penilaian tersebut didasarkan pada perbandingan antara kandungan karbon (fixed carbon) dengan zat terbang, yang disebut dengan rasio bahan bakar (fuel ratio). Fuel Ratio = Fixed Carbon / Volatile Matter Semakin tinggi nilai fuel ratio maka jumlah karbon di dalam batubara yang tidak terbakar juga semakin banyak. Kemudian bila perbandingan tersebut nilainya lebih dari 1.2, pengapian akan kurang bagus sehingga mengakibatkan kecepatan pembakaran menurun. 4. Kadar abu (Ash content, satuan %) 5. Kadar karbon (Fixed Carbon atau FC, satuan %) 6. Kadar sulfur (Sulfur content, satuan %) 7. Ukuran (Coal size) 8. Tingkat ketergerusan (Hardgrove Grindability Index atau HGI) Penutup Penulis: Imam Budiraharjo Manfaat abu batu bara
Tiga mahasiswa jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi 10 November (ITS) Surabaya telah menemukan manfaat baru bagi penggunaan ampas batu bara yang bisa meningkatkan kekuatan beton mutu tinggi. Selama ini, ampas batu bara atau yang lebih kenal sebagai fly ash dihargai Rp 150 per kilogram. Berdasar penelitian ke tiga mahasiswa tersebut, bahan ini jika dicampurkan dapat menambah kekuatan beton, dan menghasilkan beton mutu tinggi. Ke tiga mahasiswa tersebut adalah Tegar Juang Pambudi, Vicho Pebiandi, dan Rahmat Jatmikanto. "Dulu dosen saya pernah memberi tahu bahan-bahan yang dicampur pada semen agar lebih kuat dan hemat," ujar Tegar. Dari bahan-bahan yang diberitahu dosennya dan melihat beberapa aturan terkait pembetonan, mereka menjatuhkan pilihan ke fly ash. Alasannya, bahan tersebut mudah didapat dan harganya murah. Jawa Timur sendiri punya PLTU Paiton di mana fly ash tersedia dengan melimpah. "Harga 1 kilogramnya hanya Rp150. Bahkan kalau membeli dalam jumlah banyak harga bisa jauh lebih murah," ujar Tegar, mahasiswa asal Trenggalek itu. Selain itu fly ash juga memiliki keunggulan lain seperti bisa mencegah keretakan pada beton. Fly ash kata dia juga dapat menjadi bahan yang dapat mereduksi air sehingga dapat menambah tegangan kekuatan. Namun, pencampuran ini tidak bisa dikerjakan secara sembarang. Sebab, jika penambahan fly ash terlalu banyak, mutu beton justru turun. "Pengikatan semennya berkurang, sehingga kualitas beton malah turun," terangnya. Mereka mencari takaran yang pas untuk penambahan fly ash ke dalam racikan beton. "Jadi, di sini kami hanya bermain takaran campuran, lalu dicari yang terbaik melalui perhitungan," ungkapnya. Untuk membuat beton biasa maka diperlukan campuran dari batu pecah atau agregat, pasir, semen, dan air. Mereka membuat resep beton baru dengan menambahkan fly ash dan superplastiziser (SP). Banyaknya fly ash yang dicampurkan adalah 10 persen dari semen. Dari campuran tersebut, ia membuat 5 beton cor untuk di uji kekuatannya. "Target kami beton ini bisa mencapai 70 Mpa," tutur mahasiswa berindeks prestasi kumulatif 3,79 ini. Dua beton di tes pada umur tiga hari. Hasilnya lumayan baik yaitu 49 Mpa. Karena beton itu diujikan pada umur 3, 7, 21 sampai 28 hari. Semakin lama umurnya maka kekuatan beton itu semakin bertambah, mencapai 49 Mpa pada hari ketiga. Selain dari kekuatannya, efisiensi biaya inovasi ini juga patut diacungi jempol. Menurut perhitungan mereka, biaya yang dibutuhkan per meter kubik sekitar Rp 800 ribu. "Ya, kalau bangun gedung tingkat 10 baru kita tahu jelas bahwa dengan campuran ini sangat hemat," tambahnya Beton inovasi baru ini telah melalui pengujian beton. Beton ampas batu bara ini juga meraih Juara I Indocement Concrete Competition Award 2008 di Jakarta.
1-5 of 5 |
