Tugas Teknologi Batubara "Perbandingan Proses Upgrading Batubara berdasarkan Lima Jurnal" Kelompok : 1. Ahmad Zulkarnain Ariko 03031181419007 2. Muhammad Naufal Fakhri 03031181419023 3. Dede Pramayuda 03031281419123 4. Febri Sandi 03031281419153 5. Damar Setyo Ismoro 03031281419161

PROSES UPGRADING TERHADAP KUALITAS BATUBARA BUNYU, KALIMANTAN TIMUR Batubara yang digunakan dalam percobaan upgrading adalah batubara Bunyu, Kalimantan Timur. Contoh batubara yang didapat dari lapangan dicampur dan dikeringkan di udara terbuka pada temperatur kamar.

Penelitian dilakukan dengan menerapkan teknologi : 1. Upgrading Brown Coal (UBC) 2. Hot Water Drying (HWD) 3. Steam Drying (SD) Dengan menggunakan batubara peringkat rendah yang berasal dari Bunyu, Kalimantan Timur. Batubara sebelum dan setelah proses upgrading dilakukan analisis proksimat, ultimat dan nilai kalor. Sifat pembakaran batubara diuji dengan menggunakan metoda Differential Thermal Analysis Thermo Gravimetry (DTA-TG).

1. Upgrading Brown Coal (UBC) UBC merupakan proses peningkatan nilai kalori batubara kalori rendah melalui penurunan kadar air lembab dalam batubara. Air yang terkandung dalam batubara terdiri dari air bebas (free moisture) dan air lembab (inherent moisture). Air bebas adalah air yang terikat secara mekanik dengan batubara pada permukaan dalam rekahan atau kapiler yang mempunyai tekanan uap normal. Adapun air lembab adalah air terikat secara fisik pada struktur pori-pori bagian dalam batubara dan mempunyai tekanan uap yang lebih rendah daripada tekanan normal. 2. Hot Water Drying (HWD) Metode ini pada intinya mengeluarkan kadar air bawaan dalam batubara untuk meningkatkan nilai kalor , metoda ini menggukana alat percobaan utama, yaitu Autoclave. 3. Steam Drying (SD) Drying atau pengeringan adalah proses pengeluaran air atau pemisahan air dalam jumlah yang relatif kecil dari bahan dengan menggunakan energi panas.

Dalam proses UBC, batubara digerus sampai berukuran < 3 mm, kemudian dibuat slurry dengan menggunakan minyak tanah yang dicampur dengan minyak residu kemudian dipanaskan pada temperatur 150oC dan tekanan sekitar 3,5 atm (Shigehisa,et.al, 2000). Batubara hasil proses dipisahkan, dikeringkan dan dibuat briket, sedangkan campuran minyak tanah dan residu digunakan kembali untuk proses selanjutnya. Penambahan minyak residu diperlukan untuk menutup pori-pori batubara yang terbuka sehingga air yang telah keluar tidak akan terserap kembali. Dalam proses HWD dilakukan dengan memanaskan batubara (< 3mm) yang telah dicampur dengan air membentuk slurry (persen solid 30%). Slurry dimasukkan ke dalam otoklav (kapasitas 1 liter), lalu dipanaskan pada temperatur > 300oC dan tekanan > 80 atm, biarkan pada temperatur tersebut selama 1 jam (Umar, et al, 2004). Dinginkan, keluarkan dari otoklav, keringkan sampai beratnya tetap, kemudian giling untuk karakterisasi. Dalam proses SD dilakukan dengan menggunakan batubara yang berukuran sekitar 2,5 cm sebanyak ± 500 gram dan disimpan di atas sarangan dan dimasukkan ke dalam otoklav yang telah diisi air. Panaskan otoklav pada temperatur > 300°C dan tekanan > 80 atm, biarkan pada temperature tersebut selama 1 jam. Dinginkan, keluarkan dari otoklav, keringkan sampai beratnya tetap, kemudian giling untuk karakterisasi.

Untuk menunjang keberhasilan pengkajian, maka perlu didukung dengan analisis contoh batubara sebelum dan setelah proses upgrading. Analisis yang dilakukan meliputi : Proksimat yang terdiri atas: air bawaan (IM), abu, zat terbang (VM) dan karbon padat (FC) Ultimat yang terdiri atas: karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), total sulfur (S), dan oksigen (O) Nilai kalor. Analisis proksimat, analisis ultimat serta nilai kalor dilakukan berdasarkan standar ASTM.

Hasil analisis kimia (proksimat, ultimat dan nilai kalor) batubara Bunyu, sebelum dan setelah proses UBC,HWD dan SD dapat dilihat pada tabel. Tabel. Hasil analisa kimia batubara Bunyu.

PENGARUH MINYAK JELANTAH PADA PROSES UBC UNTUK MENINGKATKAN KALORI BATUBARA BAYAH Batubara di wilayah Bayah Kabupaten Lebak, tergolong batubara dengan nilai kalori peringkat rendah dengan nilai kalori yang rendah pada batubara alam Bayah. Metode slurry dewatering atau UBC adalah teknik meningkatkan mutu batubara menggunakan media minyak. Melalui pemrosesan di dalam media minyak ini, tidak hanya kalorinya yang naik, tapi muncul pula sifat anti air dan penurunan kecenderungan lower spontaneous combustion propensity pada produk batubara yang dihasilkan.

Proses tersebut menggunakan minyak jelantah Proses tersebut menggunakan minyak jelantah. Batubara yang telah dihancurkan dan disaring dengan ukuran 10 mesh dimasukkan kedalam autoclave berpengaduk bersama dengan minyak dengan perbandingan massa (1; 0.67; 0.5). Slurry batubara dan pelarut dipanaskan selama 1.5 jam pada variasi temperatur 140, 150 dan 160°C pada tekanan maksimal 1kg/cm2. Produk batubara dimasukkan kedalam oven pada temperatur 150°C selama 1 jam, sedangkan minyak pelarut dapat di recycle kembali. Hasil penelitian menunjukan pengurangan kadar air dalam batubara Bayah mencapai 97% dan kenaikkan nilai kalori mencapai 29,35%. dengan temperature optimum dewatering sebesar 150°C. Tujuan penambahan minyak yaitu sebagai coating agent (penstabil) yang diharapkan mampu mereduksi kandungan air dalam poros batubara (pori-pori) dan membentuk sifat hidrofob, sehingga batubara tidak akan mengikat air kembali. data analisa batubara sebelum dan sesudah perlakuan dewatering terdapat pada tabel berikut,yaitu tabel dengan empat parameter yang diamati, yaitu moisture content, fixed carbon, Gross calorific value dan ash content.

Tabel. Hasil analisa batubara sebelum dan sesudah perlakuan dewatering

ANALISIS PENGARUH ANTARA CAMPURAN LOW SULFUR WAXY RESIDU DENGAN BATUBARA JAMBI DENGAN MENGGUNAKAN PROSES COATING Upgrading brown coal merupakan metode yang digunakan untuk menaikkan kualitas batubara peringkat rendah. Metode ini biasanya menggunakan minyak berat yang akan dicampurkan untuk menutup pori-pori yang menggalami pelebaran setelah dilakukannya upgrading brown coal. Penutupan pori-pori (coating) tersebut menggunakan residu berupa low sulfur waxy residu yang berguna melapisi pori-pori batubara sehingga setelah dilakukan proses upgrading brown coal penyerapan kembali moisture akan semakin kecil.

Metode coating ini sendiri pada prinsipnya menjaga kualitas batubara seperti nilai kalori yang tinggi dan kandungan inherent moisture batubara setelah proses upgrading brown coal tetap terjaga. Hasil analisis dari proses upgrading batubara didapatkan persentase campuran residu dan waktu tinggal yang paling optimal yaitu residu 1% ( 29% batubara) dan waktu tinggal 15 menit untuk residu tersebut. Hasil analisis moisture menghasilkan persentase inherent moisture hasil upgrading antara batubara jambi dan low sulfur waxy residu yaitu 0,89% adb untuk waktu 10 menit dan 0,80% adb untuk waktu 15 menit. Selain itu juga terjadi kenaikkan nilai kalori batubara aceh yang optimal dari 4920,12 kkal/kg menjadi 6709,86 kkal/kg (10 menit) dan 6674,34 kkal/kg. Persentase penyerapan kembali moisture batubara setelah proses upgrading brown coal dengan menggunakan low sulfur waxy residu mempunyai persentase penyerapan yang lebih kecil.

Pengaruh Upgrading Brown Coal Terhadap Inherent Moisture Proses upgrading brown coal dengan menggunakan asphalt dan low sulfurwaxy residu mempunyai pengaruh terhadap inherent moisture. Pengaruh upgrading brown coal tersebut dapat menurunkan inherent moisture batubara hasil upgrading. Dimana proses tersebutdapat menurunkan inherent moisture dari 15,8% menjadi < 2% adb.

Gambar 1. Pengaruh persentase residu dan inherent moisture pada Upgrading Brown Coal batubara jambi dengan low sulfur waxy residu

Gambar 2. Pengaruh persentase residu dan nilai kalori pada Upgrading Brown Coal batubara Jambi dan low sulfur waxy residu

Slurry Dewatering Process to Improve Quality of Low Grade Coal Elemen paling penting yang merupakan konsep dasar dari setiap proses up-grading batubara adalah proses penghilangan kandungan air atau pengeringan (drying). Secara lebih sederhana, proses ini dapat meningkatkan nilai kalor, sehingga meningkatkan pula efisiensi dalam proses pembakaran. Beberapa teknologi proses up-grading yang dikembangkan saat ini diantaranya dapat dilihat pada Tabel 1. Berbagai proses tersebut dibedakan berdasarkan kondisi reaksinya, jenis media perpindahan panas, tipe reaktor, kualitas limbah cair dan biaya pengolahan.

Batubara Muda Batubara yang digunakan dalam penelitian ini adalah batubara dari Kalimantan Timur (Berau Lati) yang diklasifikasikan sebagai batubara muda. Sebelum di umpankan ke dalam autoclave, batubara terlebih dahulu digerus dengan ukuran diameter partikel -4,75 mm +2.36 mm. Sedangkan umpan batubara untuk kebutuhan analisa proksimat, ultimat dan nilai kalor digerus hingga lolos 60 mesh. Minyak Ringan dan Berat (coating agent) Minyak fraksi ringan dan berat dalam proses ini berperan sebagai coating agent. Minyak fraksi berat (heavy oil) yang digunakan merupakan residu minyak bumi, yaitu LSWR (Low Sulfur Waxy Residue). Sedangkan minyak fraksi ringan (light oil) yang di gunakan adalah minyak tanah (kerosine) yang juga merupakan produk fraksinasi minyak bumi. Minyak berat dan minyak ringan sebelum digunakan didistilasi secara vakum pada 10 mmHg untuk mengetahui fraksi LO (light oil), MO (middle oil) dan HO (heavy oil).

TEKNOLOGI HIDROTERMAL TERHADAP PROSES UPGRADING BATUBARA PERINGKAT RENDAH (LIGNIT) : PROSES DEMINERALISASI DAN DESULFURISASI Batubara peringkat rendah mempunyai kandungan air yang tinggi sehingga berdampak pada transportasinya yang menjadi tinggi pula. Selain itu, sulfur dan abu yang terdapat pada batubara juga dapat menghambat pemanfaatan batubara secara efektif. Penelitian terhadap permasalahan ini telah dilakukan yang salah satunya menerapkan teknologi hidrotermal dengan meningkatkan kualitas (upgrading) batubara low rank. Penerapan teknologi hidrotermal merupakan suatu metode yang difokuskan pada kondisi temperatur dan tekanan yang tinggi. Temperatur yang digunakan pada metode ini sekitar 3000C-5000C. Proses demineralisasi dan desulfurisasi untuk menurunkan kadar sulfur dan berbagai mineral serta kandungan air

TEKNOLOGI HIDROTERMAL Proses hidrotermal batubara pertama kali dipelajari oleh Fischer dan Schrader pada tahun 1921 dengan prosedur pemanasan batubara pada suhu 320-400oC dengan adanya air di dalam autoclave sehingga memungkinkan terjadinya upgrading batubara (batubara brown coal dan lignite) serta terjadi pula desulfurisasi, pengeringan kadar air dengan meningkatnya kualitas batubara dibandingkan sebelum diolah (Blazsó, dkk, 1985). Pada proses pemanasan batubara, batubara akan mulai mengalami perekahan pada suhu sekitar 200oC. Air dimasukkan ke dalam rektor autoclave mengalami proses pemanasan (temperatur) sehingga terjadinya proses upgrading batubara yang menghasilkan berbagai variasi seperti penghapusan gugus karboksil, gugus karbonil, rantai eter.

Proses hidrotermal dengan menggunakan suhu konstan 105oC sampel akan menurunkan kandungan air didalam batubara dan pada suhu yang dipertahankan 550oC konstan mengurangi kadar abu. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan sulfur dan elemen-elemen lainnya serta air dari batubara tersebut dapat dikurangi hingga sebesar 50 % dan hal ini terjadi pada saat suhu telah mencapai titik kritis dengan cara pirolisis, porositas akan membesar pada suhu tinggi dan kembali menyusut saat suhu kembali normal.

Kesimpulan : 1. Upgrading Brown Coal (UBC) mempunyai pengaruh dalam penurunan inherent moisture, menaikkan nilai kalori, terjadi proses coating (pelapisan) dan memperkecil persentase penyerepan kembali moisture batubara. 2. Upgrading Brown Coal berpengaruh dalam menurunkan inherent moisture batubara , menaikkan nilai kalori batubara . 3. Melapisi (coating) batubara lebih baik menggunakan low sulfur waxy residu dengan persentase 1%. 4. Persentase penyerapan kembali moisture batubara lebih kecil dengan menggunakan penambahan residu. 5. Proses slurry dewatering terbukti menunjukkan performansi yang sangat baik, sehingga dapat di aplikasikan secara efektif untuk batubara muda Indonesia.