fix dari hal 18 sampe 32

34
LAPORAN A IR PROGRAM LlTBANGYAS A KP-2010- 54 Peningkata n Ka pas ita s Ip t ek Si stim Produksi PROSES P E NINGKA T A UTU BATUBA A MUDA ( IGNITE ) MEN J ADI EXPORT BLE C O L t u BATUBARA LA Y AK PORIJUAL Fokus Bidang Priorit as : Sumber Ene r gi Baru dan Terbarukan Nama Peneli ti Utama : Ir. Hartinia ti , MEng Email PUSAT TEKNOLOGI PENGEM B ANG AN SUMBERDAYA EN ERGI DEPUTI TEKNO L OGI INFO R MASI, EN E R GI, DAN M A TERIAL BADAN PENGKAJIAN DAN PE N E R A PA N T E KNOLO G I JI. MH Thamrin NO.8 Jakarta Pusat, Gedung 2 Lantai 22 Telp.lFax. : (021) 316-9889/ (021) 316-9867 NOVEMBER 2010

Upload: tohirun-van-hoffel

Post on 15-Feb-2018

228 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 1/34

LAPORAN A IR

PROGRAM LlTBANGYASA KP-2010-54

Peningkatan Ka pas itas Iptek Si stim Produksi

PROSES PENINGKATA

UTU

BATUBA A MUDA

(LIGNITE) MENJADI EXPORT BLE CO L t u BATUBARA

LAYAK PORIJUAL

Fokus

Bidang

Prioritas : Sumber Energi Baru dan Terbarukan

Nama Peneli ti Utama : Ir. Hartiniati , MEng

Email

PUSAT TEKNOLOGI PENGEMBANGAN SUMBERDAYA ENERGI

DEPUTI TEKNOLOGI INFORMASI,

ENE

RGI, DAN MATERIAL

BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI

JI. MH Thamrin NO.8 Jakarta Pusat, Gedung 2 Lantai 22

Telp.lFax. : (021) 316-9889/ (021) 316-9867

NOVEMBER 2010

Page 2: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 2/34

OAFTAR lSI

Lembar Identitas dan Pengesahan

Ringkasan

Prakata

Oaftar lsi

Oaftar T abel

Oafiar Gambar

BAB i Pendahuluan

1.1 Kondisi Umum Batubara di Indonesia

1.2 Teknologi Upgrading Batubara Muda

BAB II Tinjauan Pustaka

BAB III Tujuan dan Manfaat

BAB IV Metodologi

4.1 Tinjauan Singkat

4.2 Pengujian dengan Autoclave

4.3 Pengujian terhadap kualitas produk dan limbah

proses upgrading batubara

4.4 Pengujian terhadap

solvent recovery

4.5 Preparasi Umpan

4.6 Pengujian dengan fasilitas semi kontinyu

BAB V Hasil dan Pembahasan

5.1 Uji Proses

Upgrading

Batubara dengan Teknik

Dewatering

dan

Coating

5.2 Produk Upgrading Batubara

5.3 Pengujian terhadap limbah cair proses upgrading

BAB V Kesimpulan dan Saran

6.1

Kesimpulan

6,2 Saran

Oaf ar Pustaka

Halaman

3

5

6

7

8

9

9

10

12

2

22

22

3

24

24

25

28

3

3

33

36

38

38

4

41

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page 6

Page 3: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 3/34

DAFT AR T ABEL

TabeI2.1. Ringkasan Status Pengembangan Teknologi Up-grading Batubara

yang dikaji dalam tinjauan Pustaka dalarn laporan penelitial1 ini

Tabel 4.1. Hasil Anal isa Kimia Batubara Berau dan E-coal

Tabel 5.1. Hasil Anal isa Kimia Batubara asal dan batubara produk upgrading

Tabel 5.2. Hasil Analisa Limbah Cair Proses Upgrading Batubara (Sarpedal,

Puspiptek, Serpong)

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable oal

Page 7

Page 4: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 4/34

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Ilustrasi proses pengeluaran air dari partikel batubara pada proses

Upgrading batubara

Gambar 2.

1.

Skematik Diagram Bench Scale Unit Coa l Dewatering dengan

Liquefied

DME

Gambar 2.2. lIustrasi proses White Coal Technology 

Gambar 2.3. White Coal Technology Block Diagram

Gambar 4.1. Skema Metode Pengujian Peningkatan Kualitas Batubara dengan

AC-

5L

Gambar

4.2. Diagram Proses Peningkatan mutu batubara dengan teknik dewatering

dan coating

Gambar

5.1 Rekaman operasi pengujian dengan autoclave 5 liter

Gambar 5.2. produk slurry, cake, air, dan minyak jelantah hasil

recoverf

process

Gambar 5.3. Foto sam pel bahan baku dan produk

Gamba r 5.4. Foto briket batubara setelah proses up-grading

Gamber

5.5. Kegiatan persiapan reaktor AC 5L sebelum tes

Gambar 5.6. Rekaman peningkatan kandungan air produk/hasil upgrading batubara

Berau

Gambar

5.7. Rekaman peningkatan kandungan air produk/hasil upgrading batubara

liE-Coal 

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal

Page 8

Page 5: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 5/34

BAS I

PENDAHULUAN

<

KONDISI UMUM BATUBARA

DIINDONESIA

Cadangan batubara muda Indonesia terbilang cukup tinggi, mencapai sekitar

60% dari seluruh tota l cadangan yang ada

91

mi yar ton, OESOM 2008) .

Menambang batubara muda/lignit dinilai kurang ekonomis karena selain harganya

rendah pemasarannya juga jauh lebih sulit karena sering tidak dapat memenuhi

kriteria pasar.

Batubara muda Indonesia meskipun kandungan airnya cukup tinggi, rata-rata

antara 30-50% akan tetapi umumnya mempunyai kandungan abu dan sulfur yang

renda ;, Karena itu apabila nilai kalornya dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan

teknologi tertentu yang dapat mengurangi jumlah kandungan airnya secara

sign ifikan, batubara jenis ini akan sangat diminati pasar karena masuk katagori

batubara "bersih". Batubara yang mempunyai kandungan sulfur dan abu yang tinggi

akan sang at berbahaya bagi lingkungan karena sulfur dapat menimbulkan hujan

asam sedang abu terbang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Oisamping

itu

kandungan sulfur dan abu yang tinggi juga dapat membengkakkan biaya operasi

pemanfaatan batubara, misalnya untuk pembangkit listrik.

Oi

Jepang, karena luas

lahannya yang sangat terbatas, biaya handling abu hasil pembakaran batubara

sudah mencapai 50 USO/ton, suatu biaya yang sangat mahal , karena itu pemerintah

Jepang menerapkan pajak yang cukup tinggi terhadap setiap ton batubara yang

diekspor

ke

Jepang,

Alasan lain yang membuat keengganan pasar untuk membeli batubara muda

adalah karena sifatnya yang cenderung mudah terbakar dengan sendirinya

self

combustion

di tempat penumpukan atau

stock pile,

sehingga sangat menyulitkan,

juga dalam pengangkutan jarak jauh. Semua kelemahan sifat-sifat tersebut

membuat biaya penanganan batubara dan transportasinya menjadi mahal.

Untuk dapat memanfaatkan seluruh potensi batubara muda

Indonesia secara

maksimal diperlukan bantuan teknologi yang dapat menjadikan komoditi yang

Upgrading Batubara Menjadi Exporlable Coal

Page

Page 6: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 6/34

kurang menarik tersebut menjadi suatu komoditi andalan yang mempunyai nilai

ekonomi yang tinggi. Tanpa bantuan teknologi , 60% dari seluruh cadangan batubara

Indonesia akan menjadi cadangan sumberdaya alam yang kurang bermanfaat atau

besar kemungkinan bahkan menjadi sia-sia, terutama pada saat isu lingkungan

sudah menjadi demikian penting bagi seluruh masyarakat dunia karena batubara

muda pada dasarnya memproduksi gas CO

2

(gas rumah kaca) yang jauh lebih besar

per kilowatt energi yang dihasilkan pada proses pembakaran.

1 2 TEKNOLOGt UPGR DING BATUBARA MUDA

Berbagai teknolog i

up-grading

batubara muda telah dikembangkan

di

dunia.

Permasalahannya adalah hampir semua proses

up-grading

yang dikembangkan,

harganya masih cukup mahal dan menghasilkan limbah cair/gas yang berbahaya

bag i lingkungan, karena didalam prosesnya melibatkan proses kimia/pirolisa. Akan

te

t

api

bi

la

batubara tersebut hanya dikeringkan saja, maka akan dihasilkan produk

yang tidak stabil, karena batubara yang telah kering tersebut akan mengabsorpsi

kembali uap air yang ada disekitarnya. Karena

itu

perlu terobosan proses baru yang

sederhana/tidak mahal, tetapi dapat menyelesaikan permasalahan , dapat

menghasilkan batubara sekelas bituminous, bersih dan stabil.

Salah satu proses yang cukup menjanjikan adalah

coal dewatering

yang

dikombinasikan dengan proses

coating ;

proses ini dapat meningkatan mutu

batubara muda/lignite menjadi

exportable coal

sekelas bituminous dengan kalori

diatas 6500 kkal/kg. Proses

coating

diperlukan agar uap air yang ada

di

udara tidak

terserap kembali kedalam batubara. Gambar

1 1

memberikan ilustrasi bagaimana

kandungan air dalam batubara dikeluarkan dari partike batubara pada proses up

grading batubara (CUG).

Proposal penelitian ini dimaksudkan untuk mengembangkan dan mengkaji

proses tersebut, yang pembahasannya secara ringkas diuraikan di Bab

IV:

tentang

Metodologi Penelitian dan Bab

V:

Hasil Penelitian dan Pembahasan.

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 10

Page 7: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 7/34

I

UPGR DING

B TUB R MUD

Batubara s l sblm diproses

Batubara setel h diproses

Air

dalam

pori pori

CPO parit/jelantah masuk

ke

pori pori

_ CPO parit/jelantah

CPO

paritljelantah

sebelum

dan

...L...

setel h proses up grading batubara

Gambar 1.1 Ilustrasi proses pengeluaran air dari partikel batubara pada proses CUG

Pengujian dilakukan dengan menggunakan 5liter-autoclave 5L-AC) untuk

mengetahui karakteristik proses, kondisi optimumnya, dan mengurnpulkan data awal

yang diperlukan dalam riset terapan riset lanjutan dari program ini) antara lain

membuat conceptual design fasilitas slurry dewatering dan desain enjinering-nya.

Tahapan penelitian program riset insentif ini terdiri dari:

1 .

penyiapan dan

karakterisasi bahan baku yang digunakan batubara dan

solvent ;

2).test-run dengan

5L-AC, menggunakan jenis

solvent

yang berbeda

minyak goreng bekas

atau

jelantah dan CPO parit); 3).optimisasi proses; 4).pengetesan terhadap mutu produk

dan briquettability; 5).pengujian terhadap kualitas limbah cair yang dihasilkan dari

proses ini. Seluruh paket pekerjaan tersebut akan dirampungkan dalam kurun waktu

2 tahun.

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page

11

Page 8: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 8/34

BASI!

TINJAUAN PUSTAKA

Sampai saat ini telah banyak proses peningkatan mutu batubara yang

dikembangkan di dunia, beberapa diantaranya adalah ot Water Drying HWD), K-

Fuel, Syncoal, dan Encoa/. Berbagai proses tersebut dibedakan berdasarkan kondisi

reaksinya, jenis media transfer panas, tipe reaktor, kualitas limbah cair dan biaya

pengolahan. Dibandingkan dengan ke 4 proses lainnya, proses peningkatan mutu

batubara muda in Coal Dewatering and Coating, CDC) sangat berbeda dari segi

prinsip proses maupun kondisi operasinya. CDC dikembangkan berdasarkan

prinsip proses

slurry dewatering

yang dikombinasikan dengan proses

coating,

dimana keduanya berlangsung secara bersamaan.

Proses peningkatan mutu batubara muds yang akan dikaji ini hanya

melibatkan proses fisika, yaitu pelepasan air dewatering) dan tidak melibatkan

proses kimia atau pirolisa maupun pelepasan ernisi gas buang karena berlangsung

pada temperatur antara 140-150°C dan tekanan maksimum 3,5 atm. Oleh karena

kondisi operasinya yang rendah, sifat produk batubara yang dihasilkan diharapkan

tidak banyak mengalarni perubahan kecuali peningkatan nilai kalor (sarnpai sekitar

6500 kkal/kg) dan penurunan kadar air. Untuk menghasilkan produk yang stabil

dalam penyimpanan, diperlukan proses stabilisasi coating) dengan cara melapisi

permukaan pori-pori partikel batubara agar tidak dapat menyerap air kembali.

Proses stabilisasi coating) berlangsung secara bersamaan dengan proses

terjadinya pelepasan air dalam fase minyak menyebabkan fraksi minyak berat yang

ditambarlkan terabsorbsi ke dalam permukaan internal dari pori-pori batubara.

Penyerapan minyak berat ke dalam struktur pori-pori batubara diperkirakan tidak

lebih dari 2 dari seluruh jumlah batubara kering be bas abu yang diproses; hal ini

membuat produk batubara yang dihasilkan tidak saja terbebas dari sifat mudah

terbakar

spontaneous combustion free)

tetapi juga tidak mudah menyerap air

re-

wetting free).

Proses ini dirancang untuk dioperasikan pada temperatur dan tekanan yang

rendah guna mencegah terjadinya proses pelepasan senyawa organik atau proses

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 12

Page 9: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 9/34

pirolisa sehingga dapat dihindari adanya produk sam ping berupa limbah cair dan

emisi

gas

yang berbahaya. Jadi proses ini hanya dimaksudkan untuk mengurangi

sebagian besar

kandungan

air dalam batubara muda dan membuatnya menjadi

produk batubara yang

mempunyai

nilai kalor yang tinggi dan stabil , artinya tidak

menyerap air kembali. Operasi pad a temperatur dan tekanan rendah

juga

dimaksudkan

untuk memperkecil biaya operasi dan investasi pabrik .

Berbagai

proses

peningkatan mutu batubara telah

dikembangkan

di dunia,

berikut adalah beberapa diantaranya yang dapat dikatagorikan cukup berhasil:

1. Proses Energy-efficient coal dewatering yang

menggunakan

liquefied

dimethyl

ether

(OrvlE).

Proses ini

dikembangkan

oleh Energy Engineering Research Laboratory,

Central Research Institute

of

Electric

ower

Industry (CRIEPI) , Jepang.

Peneliti Kanda

dkk 2010)

menyatakan bahwa meskipun penelitian

mereka

masih dalam skala laboratorium dan bench-scale akan tetapi

proses

yang

mereka

kembangkan

diyakini akan cukup menjanjikan, karena tidak saja

efisien, tetapi

juga

efektif. Lebih dari 98% air yang terkandung dalam batubara

Wara

dari Indonesia berhasil dipisahkan dengan sempurna. Limbah

cair

yang

dihasilkan masih bersifat asam dan mengandung beberapa

senyawa

polusi,

namun demikian

masih bisa diolah dengan

menggunakan

teknologi yang

ada

.

Batubara hasil proses

dewatering

tidak mengalami perubahan karakteristik

dari batubara asalnya. Jumlah energi yang dikonsumsi per kg air

yang

dipisahkan adalah sekitar

2069

kJ, untuk penelitian dengan

menggunakan

bench-scale unit. Proses ini mempunyai kemiripan

dengan

proses yang dikaji

dalam

program

penelitian yang saat ini sedang dilaksanakan.

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page 13

Page 10: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 10/34

F ·p\l. G

<I

_

----.--

 

--

..

J

' J

~

J .

-

,

-

 

. . A

1

I

· \ f\

-

C

 

1 r.

, .

1

' 1 :'-.-- -

  ,

I

 -

  - - .

1

 

R_ tl;:'

: : '

.

j

1 -

D

: ;

F.

 J

I L .. :J

L

Gambar 2,1 Skematik diagram bench-scale unit coal dewatering dengan DME

2, Proses White Coal Technology 

Proses

in

i dikembangkan oleh White Energy Co ,

Ltd

oi Sydney Australia,

Dengan proses pengeringan yang relatif sederhana diikuti dengan stabilisasi fisik

dan kimia melalui proses briquetting tanpa perekat (binder ), batubara sub-bituminus

ditingkatkan mutunya menjadi batubara setara bituminous, Menurut White Energy

Co,Ltd, teknologi yang mereka kembangkan mempunyai kelebihan dalam

pengoperasian dan biaya, serta bisa mengolah secara komersial batubara mutu

rendah dengan kandungan air yang tinggi dalam jumlah yang besar . Masih menurut

pemilik teknologi , proses ini menyediakan batubara yang lebih bers ih dan lebih

efisien untuk dibakar di pembangkit listrik maupun diterapkan

di

industri yang lain ,

Upgrading Batubara Menjadi xportable Coal

Page 14

Page 11: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 11/34

\ -

)

p

i l l io

ns

of

Years

15

75

·

0 200

2

5

Gambar 2,2, Ilustrasi Proses White Coal Technology

Proses up-grading batubara yang dikembangkan oleh White Energy Co. Ini

disebut dengan

BCB coal upgrading process ,

pada dasarnya terdiri dari 5 tahapan

proses mekanikal:

1, Preparasi batubara: batubara hasil tambang, disimpan dalam buffer strorage,

untuk kemudian dihancurkan dalam primary dan secondary crusher

2, Produksi gas panas untuk pengeringan batubara : gas panas dihasilkan dari

tungku pembakaran debu batubara kering di mesin briket dicampur dengan

batubara kering di surge bin sikl

on

batubara, Gas panas dari tungku dialirkan

langsung ke kolom pengering,

3,

Mesin pengering batubara: batubara diangkut dengan sistim pengangkut

pneumatic untuk diinjeksikan ke dan dikeringkan dalam kolom flash dryer

 ,

dimana terjadi kontak lang sung antara batubara dan gas panas dari tungku,

4, Pembriketan batubara kering hasi l proses up-grading: proses pembriketan ini

mencakup: pengangkutan batubara kering yang keluar dari buffer bin,

memasukannya ke mesin briket, kemudian pembuatan briket, pendinginan

briket batubara dan meletakkannya dalam stock pile, Batubara kering

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 15

Page 12: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 12/34

diangkut dari buffer storage bin di bagian unit pengeringan dan

mengumpankannya ke mesin briket double roll secara kontinyu.

5. Tangki penyimpan dan pengangkut briket: briket yang sudah dingin dibawa ke

stock pile. Briket batubara akan mengalami stabilisasi selama berada di stock

pile , mencapai kondisi kandungan air equilibrium, naik sedikit diatas produk

asalnya.

. .

- : = 2 ~ f . ~ 4 : ~ b ~

; d

Gambar 2.3. White Coal Technology Block Diagram

Batubara pada briket terikat secara alami :anpa memerlukan perekat (binder).

Batubara yang sudah ditingkatkan mutunya ini dapat dibakal- dalam bo iler pad a

pembangkit listrik secara bergantian dengan batubara berkualitas tinggi, tanpa

memerlukan perubahan teknis dan enjinering. Hal ini menguntungkan karena

pembangkit listrik dapat mengambil keuntungan dari perbedaan harga bahan bakar

yang digunakan dalam jumlah yang cukup signifikan.

3. Proses Hydrothermal upgrading

Proses pengolahan ini dikembangkan oleh Departement

o

Chemical

Engineering-Kyoto University, Jepang yang terdiri dari 3 cara/metoda pengolahan,

yaitu : 1 .cara konvensional dengan menambahkan extra air sebelum batubara

_v xs

Upgrading Batubara Menjadi

xportable Coal

Page 6

Page 13: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 13/34

diolah; 2).cara atau metoda as-received   atau pengolahan tanpa extra air, dan yang

terakhir adalah

3

.metoda separasi , yang memisahkan air dan batubara secara

fisika.

Upgrading dengan teknik separasi menghasilkan proses pengeringan yang

lebih efektif pada temperatur 350°C, dimana kandungan air dalam batubara dapat

diturunkan dari 59% hingga tinggal 6%, menghasilkan batubara dengan nilai kalar

yang tinggi. Akan tetapi pengolahan pada suhu diatas 300°C menyebabkan bahan

mudah terbang (volatile matter) ikut menguap; ini berdampak pada sifat atau

karakteristik batubara produk berbeda dengan batubara asalnya. Dampak lainnya

adalah sifat mudah terbakar batubara asalnya akan berkurang secara signifikan.

Proses upgrading ini sekarang masih pada tahap penelitian skala laboratorium

dengan menggunakan autoclave.

4.

Hot

VVater

Drying

EERC (Energy

&

Environmental Research Center) , University

o

North Dakota

di Grand Forks, North Dakota , USA telah mengembangkan proses peningkatan

mutu batubara muda yang disebut dengan hot-water-drying process yang pada

prinsipnya merupakan proses pressure-cooking batubara dengan medium air.

Batubara dipisahkan dengan airnya pada kondisi yang mirip dengan proses pada

saat batubara sedangn mengalami natural metamorphism, akan tetapi

metamorphism nya dicapai pada kondisi tekanan yang tinggi. Pada kondisi tekanan

dan temperatur tinggi yang sesuai, lignite tidak hanya akan keh ilangan airnya yang

terikat secara kimia, tetapi juga berada dalam keadaan dimana tidak akan

mengabsorpsi kembali airnya apabila batubara tersebut ditahan dalam air pada

tekanan tinggi. Hal ini akan berdampak pada perubahan dalam batubara muda ,

dimana tar yang terbentuk akan menutupi pori-pori nya. Secara singkat dapat

dikatakan bahwa batubara tersebut mengalami proses coalification dalam waktu

yang sangat pendek hanya dalam menit tidak dalam jutaan tahun sebagaimana

proses yang susungguhnya, sehingga secara perman

en terjadi pengurangan jumlah

kandungan

air.

Dengan kata lain , batubara muda diubah dari hydrophilic menjadi

hydrophobic  membuatnya mirip seperti batubara subbiturninous. Proses Hot-water

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 17

Page 14: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 14/34

drying juga memberikan keuntungan lain yaitu memisahkan kandungan sodium dari

batubara selama proses pengeringan berlangsung. Membuang sodium sangat

penting karena dapat menurunkan risiko terjadinya fouling dan slagging di boiler.

Menurut EERC proses hot-water-drying new, nonevaporative drying

technique) yang mereka kembangkan tersebut merupakan suatu metoda

pengeringan batubara yang ekonomis. Studi kelayakan teknis dari proses ini telah

selesai dllaksanakan

dengan

menggunakan pilot plant kapasitas 7,5 ton/hari. Pabrik

kapasitas komersial untuk demonstrasi teknologi tersebut saat ini sudah berada

pada tahap perencanaan.

5

Steam Tube Orying STO)

Proses pengeringan batubara muda ini dikembangkan oleh Tsukishima Kikai

Co , Ltd, Jepang yang pada prinsipnya memanfaatkan uap turbin pada pembangkit

listrik untuk mengeringkan batubara, dengan demikian dapat meningkatkan efisiensi,

mengurangi konsumsi batubara dan emisi C02 Saat ini Tsukishimakikai CO.telah

memasok lebih dari 500 unit STO

untuk

berbagai aplikasi. Maksimum kapasitas STO

yang pernah diproduksi adalah 500 ton/jam untuk pengeringan cooking coal dengan

hanya menggunakan 1 dryer saja berukuran 4 ,2 m

x

35,5 m yang dioperasikan

selama

1

tahun tanpa kendala. Proses STO pada dasarnya merupakan proses

Indirect heating drying, sehingga volume gas buangnya dapat diperkecil. Mekanisme

prosesnya seperti pada Kiln mechanism Iihat

gambar

..... ) dimana batubara

dimasukkan kedalam shell sedangkan uap panas masuk kedalam tube. STO pre

drying dapat diterapkan pada pembangkit listrik yang sudah ada, yang akan

dibangun maupun sistim gasifikasi untuk IGCC dan SNG

Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal Page 8

Page 15: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 15/34

Individual Phenomenon

1 Rotation and raising movement

2 Change

o

direction and mixing

10

3 Avalanche phenomenon

P

4. Throwing movement

5. Lifting

Steam

l

6. Collapse of snow eave

7 Free fall

8 Slipping movement

igh drying performance y dynamic kiln action

Gambar 2.4 Mekanisme Gerakan KILN pada Steam Tube Drying STD)

Proses-proses tersebut diatas hanya sebagian kecil dari begitu banyak

teknologi peningkatan mutu batubara muda yang dikembangkan di dunia, baik yang

sudah komersial maupun masih dalam tahapan pengembangan di Laboratorium,

dengan berbagai skala.

Di Indonesia, ada beberapa teknologi upgrading batubara yang

dikembangkan, antara lain proses UBC yang dikembangkan oleh Jepang, teknologi

ECT atau Coldry process dari Australia dan CUB Coal Upgrading Briquette) dari

USA, keseluruhannya masih dalam tahap pengembangan dan feasibility study .

Untuk gambaran awal tentang status pengembangan teknologi upgrading

batubara, penulis menyajikan ringkasan statusnya pada tabel 2.1 berikut.

Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal Page 19

Page 16: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 16/34

BAS

TUJUAN DAN MANFAAT

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan suatu proses

peningkatan mutu batubara muda menjadi

exportable coal

atau batubara layak

ekspor/jual yang prosesnya secara teknis

reliable

sederhana   beisih dan

kompetitif secara ekonomi dengan memanfaatkan industri atau runah tangga

sebagai pelarut proses yang dapat didaun ulang

(recycle)

sekaligus sebagai bahan

coating

Adapun manfaat dari pelaksaaan program penelitian upgrading batubara

muda ini secara ringkas dapat diuraikan sebagai berikut:

1.

Batubara muda Indonesia umumnya mempunyai kandungan sulfur dan abu

yana rendah , karena itu proses coal dewatering ini sangat cocok untuk

meningkatkan kualitas batubara muda Indonesia (CV - 4000 kcal/kg) menjadi

clean

nd

marketable coal,

dengan nilai kalor sekitar 6500 kkal/kg.

2.

Dengan teknologi

coating,

produk batubara yang telah dinaikan nilai kalornya

tersebut dapat menjadi produk yang stabil dan aman dalam penyimpanan

(tidak mudah terbakar sendiri) , sehingga murah didalam penanganan dan

pengangkutannya .

3.

Memberikan alternatif solusi/jalan keluar bagi persoalan yang sedang

dihadapi oleh sebagian besar industri tambang batubara

di

Indonesia

terutama yang mempunyai konsesi tambang batubara muda.

4. Menghasilkan bahan baku batubara bagi unit-unit pembangkit listrik dengan

kualitas yang setara dengan bituminous/sub-bituminous , dicirikan dengan nilai

kalor tinggi , akan tetapi masih mempunyai

comparative advantage

lain , yaitu

mempunyai kandungan sulfur dan abu yang rendah sehingga efek polusinya

juga relatif lebih rendah.

5. Meningkatkan nilai tambah batubara muda yang

non-exportable/non

tradeable,

yang cadangannya melimpah dan tersebar

di

berbagai lokasi

tambang di Indonesia, menjadi produk jadi yang dapat dipasarkan dengan

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page 20

Page 17: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 17/34

harga yang kompetitif sekaligus menghasilkan komoditi penghasil devisa bagi

negara.

6.

Menyediakan lapangan kerja dengan adanya pembangunan pabrik skala

komersial sehingga dapat memberikan kontribusi yang signifikan bagi

pertumbuhan ekonomi daerah , tempat dimana industri didirikan .

7. Meningkatkan pendapatan daerah/negara melalui pajak, membantu

memperbaiki iklim investasi

di

Indonesia, dan memberikan dampak ekonomi

yang cukup besar bagi daerah multiplier effects).

8.

Dari segi kesiapan teknologi dan keterbatasan kemampuall finansial ,

teknologi peningkatan mutu batubara muda melalui proses

dewatering ini

tidak serumit dan se-kompleks teknologi pencairan batubara muda maupun

pembangkit listrik mulut tambang , sehingga penerapannya pada skala

komersial diperkirakan akan lebih cepat. Apalagi dengan keterbatas

kemampuan financial Indonesia, penerapan teknologi tersebut di Indonesia

akan jauh lebih memungkinkan dan lebih cepat karena biaya investasinya

tidak besar. Yang jelas , teknologi ini sangat diperlukan karena sesuai dengan

kebutuhan Indonesia saat ini.

9. Disamping itu diperkirakan pangsa pasar produknya akan besar, baik pasar

domestik maupun internasional karena estimasi awal terhadap biaya

produksinya ternyata cukup menjanjikan.

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable

Coal Page 21

Page 18: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 18/34

BAS IV

METODOLOGi

4 1 Tinjauan Singkat

Pada garis besarnya metodologi yang diterapkan pada penelitian

in

i dibagi

menjadi tiga tahapan utama, yaitu :

1. Test dengan Autoclave : Pengujian dengan autoclave dimaksudkan untuk

mengetahui kondisi optimum proses dan mengumpulkan data awal yang

diperlukan guna membuat desain enjinering dari fasilitas

co l up grading.

Test

dengan autoclave juga dimaksudkan untuk mendapatkan bahan pelarut

(sol vent) yang terbaik, mudah diperoleh dan harganya juga lebih mumh .

2. Test terhadap kualitas produk proses upgrading batubara, dan limbah yang

dihasil k

an

. Batubara hasil proses ini akan diuji karakteristiknya (proximate

dan ultimate , termasuk nilai kalor dan

briquettability-nya  .

Limbah

ca

ir (water

recovery) yang dihasilkan akan di uji apakah ada zat-zat berbahaya yang

terkandung didalamnya, misalnya COD dan BOD.

3.

Test terhadap

solvent recovery

,

antara lain meiiputi:

1).

Jumlah solvent yang

dapat dipisahkan untuk diumpankan kembali atau resirkulasi

(recycle)

serta

karateristiknya , dan 2

).

Pengujian terhadap pemanfaatan recycle solvent pada

proses upgrading batubara dengan menggunakan autoclave.

4.2 Pengujian dengan Autoclave

Tahap pertama yaitu karakterisasi bahan, yang meliputi analisa kimia dan

fisika dari batubara dan solventlpelarut. Jenis analisa yang diterapkan me/iputi

analisa ultimat dan proksimat.

Tahap kedua adalah pengujian proses peningkatan mutu batubara dengan

memakai autoclave berkapasitas 5 L, yang dilengkapi dengan pengaduk, pemanas

dan alat kontrol, dan dhubungkan dengan condensor. Sebelum pelaksanaan

pnelitian dilakukan

uj

i performasi pe ralatan terlebih dahulu untuk mengetahui unjuk

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page 22

Page 19: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 19/34

kerjanya agar diperoleh teknik pengoperasian yang baik dan benar untuk

mendapatkan kondisi operasi yang diinginkan.

Batubara dengan ukuran partikel

<

3

mm

dan pelarut

solvent)

minyak

jelantah atau CPO parit dimasukkan ke dalam autoclave dengan rasio berat

pelarutJbatubara= 1,50. Dengan cara mengaduk dan memanaskan pad a temperatur

170-190°C dan tekanan

±.3,5

kg/cm

2

G dengan memakai pemanas listrik, kandungan

airnya kemudian keluar dari partikel batubara ter-evaporasi). Uap air dari batubara

dan sebagian minyak yang terbawa kemudian didinginkan dalam kondensor, lalu

dipisahkan minyaknya dan ditampung dalam

receiver.

Batubara hasil upgrading

dalam bentuk cake dimasukan kedalam centrifuge untuk dipisahkan

produl<.

batubara

dari pelarutnya, Seluruh pelarut hasil recovery diumpankan kembali ke proses

upgrading untuk diuji sebagai pelarut resikel/daur ulang,

Semua pengetahuan dan informasi dasar tentang karakteristik dari proses

coal upgrading,

serta fluiditas dari bahan baku dan

slurry

setelah proses

upgrading

dapat diperoleh dari test autoclave

ini.

4 3 Pengujian terhadap kualitas produk dan limbah proses upgrading

batubara

Pengujian terhadap kualitas produk hasil proses upgrading batubara

dilakukan dengan menggunakan standar

ASTIVl proximate dan ultimate,

termasuk

nilai

kalor

dan

HG

I .

Dari pengujian tersebut dapat diketahui apakah batubara yang

dihasilkan dapat langsung diumpankan pada pembangkit listrik. Untuk tujuan ekspor,

batubara yang sudah diproses harus dibriket guna mem,udahkan dalam transportasi

Ipengangkutannya, karena itu harus diuji juga bagaimana dengan

briquettability-nya .

Guna memastikan bahwa proses ini tidak menghasilkan limbah berbahaya, maka

limbah cair

water recovery)

yang dihasilkan akan diuji apakah ada kandungan COD

dan BOD nya.

4 4 Pengujian terhadap solvent recovery

Upgrading Batubara Menjadi Exporlable Coal Page 23

Page 20: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 20/34

Campuran batubara dan solvent (pelarut) dimasukkan kedalam separator

sentrifugal untuk memisahkan batubara dan pelarut yang digunakan. Operasi

dilakukan pada temperatur dan tekanan atmosfer. Sisa pelarut yang masih ada

dalam batubara cake dipisahkan dengan menggunakan vaccum dryer pada

temperatu r 120°C.

Pelarut hasil recovery (pemisahan akhir) masih mengandung sedikit batubara

(inert)

dengan ukuran partikel yang sangat hal u

s.

Untuk mengetahui banyaknya

batubara yang terbawa pe larut, digunakan 2 cara :

1. Memisahkan batubara tersebut dengan menggunakan aceton, lalu disaring .

2.

Membakar campuran batuba ra dan solvent, abu yang dihasilkan adalah abu

batubara. Dengan mengetahui jumlah abu da l

am

solvent, maka akan dapat

dihitung juml

ah

batubara dalam solvent.

Pe larut hasil proses upgrading batubara dianalisa , kemudian diumpankan

kembali kedalam autoclave untuk menguji sejauh mana pe larut tersebut dapat

dimanfaatkan ulang pada proses upgrading batubara sebagai recycle solvent.

Setelah semua percobaan dan analisa selesai di lakukan, kemudian dihitung

material balance

dari proses up-grading batubara tersebut.

4 5 Preparasi Umpan

4 5 1 Batubara

Batubara yang digunakan dalam pene   tian , ini adalah batubara dari

Kalimantan Timur (Berau Lati) yang diperoleh dari

T

Berau Coal , dan E-coal dari

T

Arutmin , Kalimantan Selatan. Sebelum diumpankan ke dalam autoclave,

batubara terlebih dahulu digerus dengan ukuran diameter partikel ±-2 .36 mm.

Sedangkan umpan batubara untuk kebutuhan analisa proksimat, ultimat dan nilai

kalor digerus hingga lolos 60 mesh . Tabel 4.1 menampilkan karakteristik batubara

muda Berau Lati dan E-Coal yang digunakan dalam penelitian ini .

.

Upgrading Batubara Menjad i Exportable Coal

Page 24

Page 21: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 21/34

Tabel 4-1, Hasll Analisa Kimia Batubara Berau dan E-coal

Proksimat Analysis

E coal Berau

Moisture (ar)

Moisture (adb)

Ash

,

(adb)

I

I

I

30,47

24,61

2,67

16,4

13,61

3,47

Volatile matter , (adb)

Fixed carbon (ad b)

40,99

31,73

I

I

41,94

40,98

Nilai Kalor, kkal/kg

4271 5398

Ultimat Analysis E coal Berau

CARBON

,

daf 70,19 74,51

HYDROGEN , daf 5,15

5,39

NITROGEr\l , daf 2,29 0,71

SULFUR , daf

OXYGEN (bydiff.)

I

 

I

0,45

21,91

1,29

18,10, .

*)

Okslgen dlhltung sebagal sellslh (by difference)

4.5.2 Pelarut

Solvent)

Ada beberapa pelarut yang bisa digunakan dalam proses up-grading

batubara dengan teknik

dewatering

dan

coating,

antara lain minyak tanah

(Kerosene), CPO parit, minyak jelantah, dan minyak goreng curah. Dalam penelitian

kali ini digunakan minyak jelantah dan CPO parit.

Minyak Jelantah yang digunakan dikumpulkan dari beberapa restoran dan

pedangan kaki lima, sedangkan CPO parit diperoleh dari limbah cair industri kelapa

sawit. Selain berperan sebagai pelarut

solvent),

rninyak jelantah dan CPO parit juga

berperan sebagai coating agent untuk mencegah terjadinya re-absorsi uap air yang

ada di udara terserap kembali

ke

dalam pori-pori batubara.

Gambar

4.1

menunjukkan aliran dari percobaan dengan menggunakan

autoclave-5 liter, yang dilengkapi dengan keran pengontrol tekanan, kondensor dan

bak penampung kondensat atau receiver. Batubara dengan ukuran partikel (-4.75

mm +2,36 mm) digunakan sebagai sampel. Minyak tanah dan LSWR digunakan

sebagai pelarut

coating.

Proses

slurry dewatering

dilakukan pad a kondisi tekanan

3,5 kg/cm

2

G dengan variasi rasio

O C

(1,5; 1,75; 1,9; 2 beratlberat) dan konsentrasi

minyak berat (LSWR) (0,5; 1; 1,5; 2 berat dalam minyak).

Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal

Page 25

Page 22: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 22/34

Sebelum operasi, autoclave dibilas dengan nitrogen (3X). Kemudian batubara

dengan ukuran partikel 3 mm dan pelarut solvent) minyak jelantah dimasukkan ke

dalam autoclave, dipanaskan dengan memakai pemanas listrik pada 250°C dengan

kecepatan pengadukan 150 rpm, katup pengatur tekanan pressure control valve)

dioperasikan dengan hati-hat! untuk mempertahankan tekanan operasi 3,5 kg/cm

2

G.

Operasi dihentikan jika produk air yang keluar dari kondensor lebih dari 90%

dan atau temperatur dalam autoclave mencapai 190°C. Selanjutnya autoclave

didinginkan sampai temperatur ruang dan produk slurry diambil dari autoclave.

Produk air dari kondensor dianalisis untuk mengetahui kadar COD (chemical oxygen

demand) , BOD (biochemical oxygen demand) , TDS (total dissolved solid), TSS (total

suspended solid) dan pH (derajat keasaman).

Untuk memisahkan minyak dan batubara dari slurry digunakan separator

centrifuge. Dari pemisahan tersebut dihasilkan minyak jelantah re overy dan

ba tubara dalam bentuk cake. Centrifuge dioperasikan pada kecepatan 1500 rpm

dengan kapasitas 200 gr

cake

batubara. Produk batubara

up-graded

dikumpulkan

untuk selanjutnya dikeringkan dan dianalisis untuk mengetahui karakteristiknya

seperti proksimat, ultimat dan nilai kalor.

Cake

< . . . . (200 9

N2-- - >< ' - - - ,

l Minyak

mpan:

BB < 3 mm

Pemisahan BB/Minyak

M.

Tanah + LSWR

, Produl: Upgrading:

Kondisi Operasl :

Pengeringan vakum

Tekanan

N2

: 350 kPa

Analisis poksimat, ultlmat, kalor, dll

Suhu Pemanas :

250

deg.C

Kualitas Llmbah

Cair

:

Kec. Pengaduk : 150 rpm

BOD, COD,

pH,

dll

Air

1---- 1 Minyak

5L

AUTOCLAVE

Receiver

Gambar4.1. Skema metode pengujian peningkatan kualitas batubara

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 26

Page 23: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 23/34

4.6 Pengujian dengan fasilitas semi kontinyu belum ada

i

Indonesia)

Untuk tujuan komersialisasi, hasil dari penelitian ini skala laboratorium) harus

dilanjutkan k skala semi kontinyu prototype) dan/atau kontinyu pilot plant) guna

mendapatkan data-data proses dan enjinering yang diperlukan dalam membuat

desain detail pabriknya. Gambar 4.2 menampilkan

block diagram dari fasilitas semi

kontinyu yang bakal diperlukan. Fasllitas tersebut terdiri dari 3 bagian proses utama

yaitu proses

slurry dewatering,

proses pemisahan minyak dan air, dan proses

pengumpulan kembali minyak/solvent yang digunakan (recovery). Fasilitas semi

kontinyu yang disarankan berupa 1 unit

up-grading

batubara dengan total

output

atau luaran produk rata-rata 100

kg

per satu

batch 

pengujian. Pengujian dilakukan

sebanyak 4 kali untuk setiap batubara yang diuji.

Secara ringkas konsep/cara operasi fasilitas semi kontinyu dimaksud adalah

sbb Batubara yang telah disiapkan sebagai

slurry

dalam tangki berpengaduk pada

temperatur ruang , dipompakan kedalam kolom pemanas awal untuk dipanaskan

s

bel

um

d

im

asukkan kedalam

evaporator

yang dioperasikan pad a temperatur 140°C

dan tekanan 350 kPa. Media pemanas yang digunakan adalah uap air yang

dimasukkan dibagian

shell

dari pemanas. Uap air dan sebagian fraksi minyak

ringannya dikumpulkan didalam receiver melalui keran pengontrol tekanan dan

kondensor. Selama pemanasan awal dan dewatering, temperatur dan jumlah uap

yang digunakan diukur untuk mengetahui karakteristik pemindahan panasnya

menghitung balance panasnya). Setelah selesai, slurry yang telah dipisahkan airnya

tersebut didinginkan menjadi

cake)

lalu dikeluarkan dan dimasukkan kedalam

vessel pada temperatur ambient.

Selanjutnya

cake

tersebut dimasukkan kedalam basket alat pemisah

sentrifugal berdiameter 658 mm dan tinggi 295 mm untuk memisahkan batubara

dengan minyaknya. Sebagai tahap akhir,

cake

yang telah dipisahkan minyaknya

dikeringkan dalam pengering unggun terfluidisasi berdiameter 565 mm dan tinggi

920mm dengan menggunakan gas panas pada temperatur 180°C.

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal

Page 27

Page 24: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 24/34

140

 

C 35

0Kpa 130

 

C, 100Kpa

150

 

C,

100Kpa

Bbr

Pro

duk

.

Pembuatan

Pemisahan

Pemisahan

il

slurry

air

dari

batubara dan

Recovery

batubara

minyak

.

1

--

sphalt

Air

Buangan

--+

r

Min

y

ak reslk

el

Gambar 4.2. Diagram Proses Peningkatan Mutu Batubara Muda

Aplikasi teknologi proses

coal dewc tering

harus mempertimbangkan

beberapa kriteria penting yaitu disamping layak secara tekno-ekonomi , juga harus

bersih/tidak mencemari lingkungan. Ini berarti bahwa prosesnya harus berlangsung

pada kondisi dimana proses-proses pelepasan senyawa organik atau proses pirolisa

dapat dicegah karena dapat menghasilkan limbah cair yang berbahaya dan emisi

gas yang juga berbahaya bagi lingkungan . Jadi kondisi temperatur/ tekanan

operasinya harus diupayakan rendah. Operasi pada temperatur dan tekanan rendah

juga akan menurunkan biaya operasi dalam jumlah yang sangat berarti.

Oleh karena yang dipisahkan hanya sebagian besar kandungan airnya saja ,

sifat produk batubara yang dihasilkan diharapkan tidak banyak mengalami

perubahan kecuali peningkatan nilai kalor sampai sekitar 6500 kkal/kg) dan

penurunan kadar air serta lebih stabil dalam penyimpanan. Pada prinsipnya proses

pengeluaran air dan stabilisasi produk

coating)

berlangsung secara bersamaan

didalam pelarut minyak kerosene) sehingga minyak berat aspal) dapat terabsorbsi

ke dalam permukaan internal pori-pori batubara pada waktu yang bersamaan

dengan saat pelepasan air. Penyerapan minyak

ke dalam struktur pori-pori batubara

tersebut menyebabkan produk batubara yang dihasilkan tidak saja terbebas dari

sifat mudah terbakar

spontaneous combustion free)

tetapi juga tidak mudah

menyerap air

re-wetting free).

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 28

Page 25: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 25/34

BABV

HASIL DAN PEMBAHASAN

5 1 Uji Proses Upgrading Batubara dengan Teknik Dewatering dan oating

Pengujian dilakukan dengan menggunakan pelarut minyak goreng bekas

Uelantah) , CPO parit dan pelarut resikel, masing-masing dilakukan 3-5 kali

running/test untuk setiap jenis batubara dan setiap jenis pelarut. Batubara yang

diuji berasal dari Berau, Kalimantan Timur dan Arutmin (eco-coal) dari

Kalimantan Selatan.

Gambar 5 1 menunjukkan tipikal rekaman operasi pengujian dengan

autoclave 5 liter, dimana pemanasan awal selama satu jam dilakukan untuk

mencapai kondisi

saturated

pada tekanan konstan 3,5 kg/cm

 

G sampai

temperatur 150°C (sesuai data dari steam tab/e). Sedangkan gam bar 5.2 sid 5.5

menampllkan foto-foto dari produk up-grading batubara dan sampel yang

digunakan serta persiapan peralatan autoclave 5 L dan kondensor yang akan

digunakan sebelum tes dilakukan.

Pad a kondisi evaporasi diperoleh total pengambilan air dewatering) sekitar

20 persen selama 90 menit, sehingga proses dewatering perlu dilanjutkan hingga

162°C pada kondisi

superheating.

Temperatur maksimum proses dewatering

pada kondisi superheating

~ 1 9 0 ° C )

ditetapkan untuk menghindari batubara

mengalami proses dekomposisi secara termal. Pada akhir kondisi sup rh ting,

diperoleh total pengambilan air

dewatering)

sekitar 92 . Keseluruhan waktu

operasi dicapai selama 160-200 menit. Dalam pengujian ini unit katup pengatur

tekanan menjadi suatu hal yang sangat penting untuk mempertahankan

kestabilan proses (tekanan).

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page

29

Page 26: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 26/34

I

:

200 0

,--I

i i j i r j I I I , , I I

200

I I I I I I I I I I I

: : : : : : :

180,0

---r---T-- -T--- ---,----r---r--

  ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

180

I I I 1 I I

I I I

I

U

160,0

~ ~ ~ ~ ~ ~

160

E

I I I I I I

r

I I I I I I

6

I I I I I I I I I I I I I I , I I

  ll

140,0

140

~ T ~ ~ ~ r r T ~ 1 ~ r r r T ~ ~ ~

I I I I I I 1 I I I I I I I I I I I

.9

 

I I I I I I I I I I I I I I I I I I

-

120 0

r ~ ~ 1

~ ~ r ~ ~ ~ ~ ~ ~ r ~ ~

120 ~

I I I I I I I I I I I I I I I I I

  J

iii

100 ,0

- - - ~ - - - - - - - - - ~ - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - ~ - - - ~ - - - ~

100

I I I I I I I I , I ,

, I I I 1 I I I I I 1 I

  ll

0

80 0

~ r ~ .

~ ~ ~ ~ ~ .

~ ~ ~ 80

I I I I I I I I I I I I 1 J I I I

E

l   L

___

___ l

___

 _ ~ ~ ~ ~ l l ~ ~

60

ll

60 0

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

I

I I I I I I f I I I I I I I I I I

40 ,0

--   ~ ~ ~ ~ ~ ~ ---   ~ ~ ~ ~ . ~ ~ ~ ~

J

40

I I I I I I I I I I I I I I I I

___ L__ ___ l___ J___

J

___ ___L___ _

_ ___ ___ j

___

j ___ _ ___

L

__

L__ 

___

l

___J___ j ___

20 ,0

20

  I I 1 1 I I I I I I I I I I I I I I

I I , , I I I I I I I I I I I I I I

0,0

°

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

time min.)

Temp.Slurry

Total Water

Gambar

5.1. Rekaman operasi pengujian dengan autoclave 5 liter

Gambar 5.2. Produk

slurry  cake 

air dan minyak jelantah hasil

recovery

proses

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page 30

Page 27: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 27/34

Gambar 5.3. Foto sampel bahan baku dan produk

Gambar 5.4. Foto produk briket batubara setelah proses up grading

Gambar 5.5. Kegiatan persiapan reaktor/Autociave 5 iter sebelum tes

Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal Page 3

Page 28: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 28/34

5 2 Produk Upgrading Batubara

Hasil penelitian menunjukkan gambaran yang cukup menjanjikan baik untuk

batubara Berau maupun E-coal. Dalam kasus batubara Berau, kandungan air

yang dapat dipisahkan mencapai sekitar 88-98% dari kandungan awalnya, yaitu

dari moisture sekitar 20% menjadi 4,8% as received suatu penurunan kadar air

yang cukup signifikan. Sedangkan untuk E-coal, jumlah kandungan air yang

dapat dikelurakan mencapai sekitar 89-96%. Meskipun hasilnya sedikit

bervariasi, akan tetapi kecenderungannya tetap sama untuk setiap pelarut yang

digunakan, juga pelarut yang di-resikel. Artinya variasi pelarut tidak banyak

berpengaruh terhadap hasil/produk batubara. Jumlah pelarut yang dapat

direcovery dan bisa digunakan kembali untuk proses dewatering (recycle)

mencapai sekitar 93-98% .

Tabel 5.1 berikut menampilkan perbedaan yang nyata antara batubara

asalnya dengan batubara yang sudah diproses up-grading terutama dari

kenaikan besarnya nilai ka lar dan kandungan air. Kenaikan yang besar terjadi

pada batubara E-coal dari Kalimantan Selatan , dari 472 kkal/kg menjadi 7125

kkal/kg, atau naik lebih dari 50%.

Ini

terjadi karena jumlah kandungan air

batubara awal E-coal sangat tinggi, yaitu sekitar 30% dan berhasil diturunkan

menjadi hanya 2,67%, sebuah penurunan yang sangat besar (>50%).

Sedangkan pada batubara Berau, kenaikan nilai kalornya hanya sekitar 88

kkal/kg. Hal ini disebabkan jumlah kandungan air batubara awalnya tidak setinggi

pada E-coal , tetapi hanya 16,4% dan berhasil diturunkan hingga sekitar 4% , atau

tingkat penurunan kandungan airnya sebesar 16%, sementara pada E-coal

penurunannya mencapai lebih dari 50%. Perbedaan tingkat penurunan

kandungan air yang cukup besar ini disebabkan oleh' perbedaan porositas antara

kedua batubara terse but. Batubara E-coal, jauh lebih poros dibandingkan dengan

batubara Berau. Ini diindikasikan dengan tingginya kandungan air batubara

E-

coal. Air dalam batubara dengan porositas yang besar akan lebih mudah lepas

saat dipanaskan dibandingkan dengan batubara yang porositasnya lebih keci .

Perlu dicatat bahwa, meskipun produk upgrading batubara E-coal selintas

nampak lebih baik karena lebih tinggi nilai kalornya dibandingkan dengan

batubara Berau, akan tetapi energi yang diperlukan untuk mengeluarkan

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable Coal

Page

32

Page 29: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 29/34

kandungan airnya juga jauh lebih besar, sehingga biaya prosesnya juga akan

meningkat cukup besar.

Tabel 5.1. Hasil analisa batubara asal dan batubara hasil upgrading

Analisa

Proksimat

Batubara asal

(Berau)

Batubara hasil

proses upgrading

Kandungan air total (ar)

16,40

Kandungan air (adb) 13,61

4,06

Abu (adb

3,47

3,13

Bahan mudah terbang (adb)

41,94

47,98

Karbon tetap (adb)

40,98

44,83

Nllai Kalor (kkal/kg) 5398

6279

Hasll Anallsa B2TE, Okt 2010

Analisa

Proksimat

Batubara asal

(E-coal)

Batubara hasil

proses upgrading

Kandungan air total (ar) 30,47

Kandungan air (adb)

24,61

2,67

Abu (adb)

2,67 1,33

Bahan mudah terbang (adb)

40,99 59,77

Karbon tetap (by diff)

31,73

36,23

Nllai Kalor (kkal/kg) 4721

25

Hasll Analisa B2TE, Okt 2010

Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa batubara yang sudah ditingkatkan

kualitasnya tidak mengalami perubahan sifatlkarakteristik dari batubara awalnya,

sebagaimana yang tertera dalam tabel 5.1. Karena itu, teknologi ini sangat cocok

diterapkan pada batubara muda Indonesia yang umurnnya kandungan sulfur dan

abunya rendah.

Dalam penelitian ini juga dilakukan

uji

kestabilan produk, yaitu pada tingkat

berapa produk

upgrading ini

kandungan airnya tidak Dari gambar 5.6 nampak

bahwa kandungan air pada batubara Berau mulai konstan pada level sekitar 6,4

7,5 berat, naik sekitar 2,4 hingga 3,5 dari kandungan awalnya. Penyerapan

kembali uap air dari atmosfer umumnya mulai terhenti atau mengalami kestabilan

pada hari ke-3, sebagaimana nampak pada gambar 5-6 yang menampilkan

rekaman peningkatan kandungan air produk hasil up grading

batubara Berau,

dan gambar 5.7 untuk batubara E-coal. Dalam hal ini terlihat bahwa kandungan

air produk upgrading batubara mengalami kestabilan pada konsentrasi sekitar

6,4 untuk Berau dan 4,5 untuk E-coal.

Upgrading Batubara

Menjadi Exportable Coal

Page

Page 30: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 30/34

PROFIL K NDUNG N IR B TUB R BER U

7

  6

<

5

z

(3

4

z

5

3

2

c . 1

o

.

.,.-

/

I{

o

2 3 4 5 6 7 8 9

10 11

12

13

H RI KE

Gambar 5.6. Peningkatan kandungan air produk upgrading batubara Berau

PROFIL

KANDUNGAN

AIR

E-COAL

6

~

a::

5

• •

it

4

z

o t

~

3

z

::::>

2

 

z

1

*

0

-

0

2 8 10

4

HARI KE

6

Gambar 5.7. Peningkatan kandungan air produk upgrading batubara E-coal

Karena ukuran umpan batubara yang dikeringkan adalah sekitar 2,36 mm

maka produk

upgrading

batubara juga dalam bentuk partikel kecil dengan ukuran

yang sama, yaitu 2.36 mm. Oleh sebab itu untuk keperluan transportasi perlu di

buat briket agar tidak berdebu sehingga memberikan dampak negatif bagi

lingkungan. Apabila produk upgrading

ini

digunakan/diumpankan langsung pada

pembangkit listrik, maka dengan sendirinya tidak perlu dibuat briket. Dengan

demikian biaya operasi maupun konstruksi plant up-grading batubara skala

komersial dapat dikurangi secara signifikan .

Untuk membuat briket batubara Berau diperlukan binder. Dalam penelitian ini

digunakan tepung tapioka

-

10 berat) dan clay atau batu kapur (4 - 5 berat).

Upgrading Batubara Menjadi

Exportable oal

Page 34

Page 31: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 31/34

Meskipunpenambahanbinder

ini

akanmeningkatkanjumlahabu batubara,tetapi

karena yang ditambahkan jumlahnya relatif sedikit, maka peningkatan

kandungan abunya juga menjadi tidak signifikan. Oisatu sisi , batu kapur dapat

mengurangi jumlah gas SOx pada saat pembakaran briket batubara, sehingga

berpotensimengurangidampak lingkunganyangditimbulkan (hujanasam) .

5.3. Pengujianterhadaplimbahcairprosesupgr ding

Sam

pel

limbah cair hasil proses upgrading dikirim ke Laboratorium

SARPEOAL

  1

Puspiptek, Serpong untukdianalisa kandungan COO dan BOD nya

sertatingkatkeasamannya (Ph), sebagaimanayangditampilkanpadatabel 5.2.

Tabel5.2.HasilAnalisa LimbahCairProsesUpgradingBatubara(Sarpedal,

Puspiptek,Serpong)

NO PARAMETER

SATUAN METODEANALISIS

HASILANALISIS

A

B

1 DissolvedOxygen(DO)

mg/L IK-8/AlLPDL(elektrometri)

4,3

4,5

2 Biological Oxygen

Demand(BOD

5

 

mg/L JS-K-0102-21-2002

873 1208

3 Chemical Oxygen

Demand(COD)

mg/L StandardMethodNO.52200-2005

1727 2036

Catatan:

SampelA: menggunakanmlnyakgorengbekas(Jelantah)

SampelB:menggunakanCPOParit

Nampak bahwa limbah hasil proses u p g r d i n ~

ini

masih memerlukan

pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke sungai , baik dilihat dari

keasamannyamaupun kandungan BODdanCOD nya yang jauh diatasbaku mutu

yang ditentukan oleh Kementerian Lingkungan Hidup.Meskipundemikian teknologi

pengolahan limbah seperti

ini

sudah banyak digunakan

di

industri dan tidak sulit

dilakukan .Permasalahannyaadalahstandarbakumutu

di

Indonesiajauh lebihketat

dibandingkan

di

negaralain ,misalnya

di

Jepang.

Oi

negaratersebut, ketentuanbaku

mutu

ph

untuklimbah industriadalahantara5<ph<9,sedangkandi Indonesiaantara

UpgradingBatubaraMenjadiExportable Coal Page35

Page 32: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 32/34

6-9. Oemikian juga dengan BOD, di Jepang baku mutu kandungan BOD limbah

industri adalah < 600 mg/liter,

di

Indonesia 100 mg/liter.

Penelitian upgrading batubara muda skala laboratorium yang dilakukan di

Jepang baru-baru ini oleh Kanda dkk 2010) dengan menggunakan pelarut dimethyl

ether DME) juga menghasilkan limbah cair yang masih perlu diolah sebelum

dibuang ke sungai karena bersifat asam ph= 3,

6)

dengan kandungan BOD yang

tinggi 1930 mg/liter), diatas baku mutu yang disyaratkan di Jepang.

Analisa terhadap limbah cair proses up-grading seharusnya dilakukan juga

terhadap kandungan senyawa-senyawa atau zat-zat lain yang berbahaya seperti

misalnya phenol, senyawa Cu, Zn, Fe, Mn, Cr dll. Akan tetapi katerbatasan

anggaran dan waktu membuat analisa tersebut tidak dilakukan, dengan

pertimbangan penelitian ini baru pada tingkat awal.

Investigasi lebih lanjut perlu dilakukan terhadap pemanfaatan CPO parit

dalam proses

upgrading

batubara muda ini , mengingat limbah cair yang dihasilkan

mempunyai BOD dan COD yang lebih tinggi dari jelantah.

\ v1eskipun perlu pengolahan limbah yang mungkin sedikit lebih mahal, akan

tetapi penggunaan CPO secara ekonomi akan lebih menguntungkan karena harga

CPO parit jauh lebih murah dibandingkan dengan harga minyak curah maupun

jelantah. Disamping itu CPO parit juga lebih mudah diperoleh dalam jumlah yang

besar, sementara untuk jelantah permasalahan utamanya adalah pengumpulannya

yang ternyata tidak mudah. Dalam aplikasi skala komersial nantinya, nampaknya

penggunaan CPO parit sebagai pelarut akan lebih mempunyai harapan untuk

diterapkan.

Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal

Page 36

Page 33: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 33/34

BAS VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses up-grading batubara dengan

teknik dewatering dan coating

in

i sangat menjanjikan dan cocok bagi batubara muda

Indonesia karena itu potensinya sangat besar untuk diterapkan di Indonesia. Dengan

demikian penelitiannya perlu dilanjutkan ke tahap berikutnya menggunakan fasilitas

semi-continue dan/atau continue (pilot plant) untuk mendapatkan data-data

enjinering , keandalan/kontinyuitas operasi dan pemeliharaan . Keseluruhan tahapan

tersebut diperlukan untuk penyempurnaan desain proses atau optimalisasi, dan

melakukan detail analisa finansial dan ekonomi. Komersialisasi teknologi ini akan

dapat menyelesaikan sebagian besar masalah pemanfaatan batubara muda

Indonesia.

Sekitar 89-97  air yang terkandung dalam batubara

dapat dipisahkan,

menghasilkan batubara berkualitas tinggi , bersih karena mengandung sulfur dan abu

yang rendah sepert i batubara asalnya dan mempunyai nilai kalor yang tinggi

>

6300

kkal/kg) setara bituminous. Teknologinya sederhana , hanya melibatkan proses

fisika , tanpa proses kimia/konversi , sehingga limbahnya masih dapat diolah dengan

teknologi yang sudah ada.

Secara ringkas dasar pemikiran dan manfaat penerapan teknologi up-grading

batubara muda ini

dapat

diuraikan sebagai berikut:

Batubara muda Indonesia umumnya mempunyai kandungan sulfur dan abu yang

rendah, karena itu proses coal dewatering ini sangat cocok untuk meningkatkan

kualitas batubara

muda

Indonesia

CV

- 4000 kcal/kg) menjadi clean

nd

marketable coal

dengan nilai kalor sekitar 6500 kkal/kg .

Dengan teknologi

coating  

produk batubara yang telah dinaikan nilai kalornya

tersebut dapat menjadi prod uk yang stabil dan aman dalam penyimpanan (tidak

mudah terbakar sendiri) , sehingga murah didalam penanganan dan

pengangkutannya.

Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 37

Page 34: Fix Dari Hal 18 Sampe 32

7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32

http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 34/34

6 2 Saran

Dari hasil penelitian ini diperoleh gambaran yang sangat menjanjikan bahwa proses

Up-grading batubara dapat diterapkan di Indonesia  karena sangat cocok untuk

batubara muda Indonesia Dengan demikian perlu dilanjutkan studinya ke tahap

berikutnya yaitu pembangunan prototype semi kontinyu dan pilot plant dan detail

feasibility study untuk mengkaji kelayakan ekonominya sehingga nantinya dapat

dibangun unit komersial di Indonesia