Post on 26-Nov-2015
PEMBAKARAN BATU BARA
DALAM FLUIDIZED BED
Hubungan antara Suhu, PembentukanNOx dan N2O, Morfologi Arang dan
Jenis-Jenis Batu-Bara
Pembakaran Lapisan Mengambang
Fluidized Bed Combustion (FBC)
Material yang digunakan
Batubara:
- Col Colombia
- EUA Amerika
- SA1
- SA2 Afrika Selatan
- SA3
Vitrinit
Inertinit
Analisa Batu Bara
Analisa
AnalisaUltimat
AnalisaProksimat
AnalisaPetrografi
Persiapan Sampel Batu-Bara
(Analisa Ultimat)
Analisa Ultimat perhitungan
kebutuhan udara minimum agar
terbakar sempurna, presentase
udara berlebih, konsentasi gas
buang, rasio atom H dan C, juga
rasio O dan C.
Elemental Analyzer Perkin Elmer
Persiapan Sampel Batu-Bara
(Analisa Proksimat)
Analisa Proksimat : untuk mengevaluasi sifat
reaktivitas penyalaan dan pembakaran batu bara,
basis data dalam perancangan boiler dan klasifikasi
jenis batu bara.
1. ASTM D3173-73 (kelembapan)
2. ASTM D3175-89 (volatile meter)
3. ASTM D3174-89 (abu)
4. ASTM D3172 (fixed carbon)
Persiapan Sampel Batu-Bara
(Analisa Petrografi)
Menganalisa petrografi batu bara
1. ISO 7404-3 (komposisi
maseral)
2. ISO 7404-4 (microlithotype)
3. ISO 7404-5 (reflektansi vitrinit)
Dengan mikroskop MPV-C leitz
dengan perbesaran 500 kali dan
program komputer MPVGEOR
Klasifikasi Microlithotype
Asosiasi dari maseral batu bara mikrolitotip.
Mikrolitotip dibagi menjadi
Microlithotypes Grup arang 1, yaitu, arang berpori
tinggi (MPG1): Vitrite + Liptite + Clarite-V +
Clarite-E + Vitrinertite-V + Trimacerite-V +
Trimacerite-E
Microlithtypes Group arang 2-3, yaitu, arang
berpori menengah dan rendah (MPG2-3): Inertite +
Vitrinertite-I + Durite-I + Durite-E + Trimacerite-I
Arang dalam Fluidized Bed
Arang diperoleh dari devolatilisasi batu baramenggunakan reaktor fluidized bed.
Jumlah CO dan CO2 dipantau dengan non-dispersive infra-red analyzer.
Arang yang terbentuk dikaji pada suhu (700, 800, 900, 10000C)
Analisa ultimat arang menggunakan LECO CNHS-932 dan LECO CNH-2000 Analyzer.
Analisa petrografi menggunakan light reflection Nikon microscope dengan perbesaran 80 kali dan Swift F 415C.
Hasil Petrografi Batu Bara
Klasifikasi Partikel Arang
Fluidized Bed Combustion
Measurement
Tes pembakaran batu bara dengan fluidized bed (diameter 80
mm, 500 mm). Suhu pembakaran bervariasi dalam kisaran
(700-10000C), dikendalikan dengan Eurotherm controller.
Bed inert dibentuk oleh bahan pasir silika dengan ukuran
partikel rata-rata 370 M.
Gas hasil pembakaran, setelah disaring dan dikeringkan,
dianalisis dipintu luar menggunakan online analyzer.
Eurotherm
controller
Pengukuran Gas Hasil Pembakaran
Pengukuran O2 dengan menggunakan metode
paramagnetik.
Pengukuran CO, CO2 dan N2O digunakan dengan
teknik non-dispersive infrared
Pengukuran NOx dengan chemiluminescence
Pengukuran SOx dengan pulsed-fluorescence
analyzer
Tabel 1. Hasil analisa proksimat dan ultimat dari
lima jenis batubara(wt %)
Tabel 2. Hasil analisa reflektansi vitrinit(Rr %), analisa
maseral dan mikrolitotipe (vol%)
Kadar Nitrogen dalam arang sebanding dengan batu bara induk.
Arang yang Terbentuk Selama
Devolatilisasi
Analisa Ultimate
Arang yang Terbentuk Selama
Devolatilisasi-Analisa Petrografi-
Analisa Petrografi Arang
Grafik Perubahan Morfotipe terhadap
Suhu
Hal yang berpengaruh terhadap
morfologi arang
Komposisi maseral individu partikel induk batubara
Suhu berpengaruh signifikan terhadap morfologiarang yang didapat dari pembakaran coal padaFBC
Dalam FBC, Sifat plastis dari maseral vitrinitmenyebabkan produksi arang dengan porositasyang tinggi dari batubara kaya vitrinit. Di sisi lain, maseral inertinit dengan plastisitas kurang, menyebakan produksi arang dengan morfotipeyang lebih padat.
Emisi NO dan N2O pada Pembakaran
Batu Bara
Emisi NO dalam FBC (700-1000oC)
Emisi N2O dalam FBC (700-1000oC)
Kesimpulan
Batu-bara yang kaya vitrinit memproduksi arang yang memiliki porositas yang tinggi dibandingkan batu bara yang kaya inertinite.
Emisi N2O menurun seiring dengan penurunan suhu. Namunsecara keseluruhan, emisi N2O dari batu-bara kaya vitrinitelebih sedikit dibandingkan batu-bara yang kaya inertinite.
Arang yang porositasnya tinggi diketahui menimbulkan emisiNO dan N2O yang lebih rendah.
Emisi NOx dari batu bara kaya vitrinit meningkat seiringdengan menurunnya suhu sementara batubara kaya inertinitmemiliki kecenderungan yang berlawanan.
Pelepasan NO dan N2O dalam jumlah yang lebih rendahpada batubara kaya vitrinit berkaitan dengan morphotypesarang dengan porositas tinggi yang dihasilkan oleh batubara.