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.