PENGARUH KANDUNGAN AIR TOTAL (TOTAL MOISTURE) TERHADAP KEGIATAN PENANGANAN DAN PENYIMPANAN BATUBARA PERINGKAT RENDAH Pembimbing : Ir. Harry Boedioetomo DR. Ir Miftahul Huda (Tekmira) Nama : Ratih Hardini Kusuma Putri, Amd NPM : 11.2012.1.90033

Latar Belakang Batubara Indonesia pada umumnya didominasi oleh batubara peringkat rendah (lignit), yaitu sekitar 70% dari total sumber daya. Dalam batubara peringkat rendah (lignit) Dalam batubara peringkat rendah (lignit) memiliki (Moisture) Air yang ada pada luar atau di dalam batubara akan ikut terangkut atau tersimpan bersama batubara. Bila banyaknya ada dalam jumlah besar, maka akan meningkatkan ongkos atau mendatangkan kesulitan dalam penanganannya. Sticky when wet ( memiliki masalah lengket ), sample batubara peringkat rendah mudah terdegradasi menjadi ukuran kecil, oleh sebab itu langkah –langkah mencegah sifat lengket pada batubara peringkat rendah (lignit ) perlu dilakukan Menghasilkan batubara untuk konsumsi dalam negeri dengan kadar air 15-20 % Teknologi sederhana, Biaya investasi dan operasional rendah

PERUMUSAN MASALAH Pada pengamatan yang dilakukan ditemukan adanya masalah yang berhubungan dengan proses penyimpanan dan penanganan pada batubara , yakni : a. Faktor –faktor apa saja yang mempengaruhi sehingga terjadi kelengketan pada proses handling saat ini ? b. Tindakan apa yang perlu dilakukan untuk memperbaiki agar tidak menimbulkan kelengketan sehingga diharapkan sasaran produksi dapat tercapai ?

MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kandungan air total dan ukuran partikel yang menyebabkan karakteristik batubara menjadi lengket dan menentukan solusi untuk mengatasi sifat lengket tersebut. Sedangkan tujuan dari penelitian ini, yaitu : Mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi kelengketan Memperoleh distribusi ukuran butir batubara terhadap kandungan air total batubara. Mengetahui hasil uji dengan hopper pada screwfeeder dengan umpan batubara peringkat rendah (lignit) Mengetahui sudut setengah hopper yang sesuai dengan material batubara

BATASAN MASALAH Dari berbagai masalah yang terjadi pada kegiatan handling batubara, maka penelitian ini dibatasi hanya pada masalah : 1. Sample dengan 3 fraksi, yaitu : - 5,26 mm> d > 2,36mm ( - 5,26 mm ) - 2,36mm d > 1,18mm ( -2,36 mm ) - 1,18mm > d (-1,18 mm ) 2. Sample dengan TM 36% ,38% ,40% ,42% 3. Screwfeeder dengan inverter 88 rpm( 20Hz), 64 rpm(15 Hz), 40 rpm (10 Hz), 22 rpm (7Hz) 4. Hopper pada alat screwfeeder yang berbentuk piramid hopper

Lokasi Penelitian - Coal CleanTechnology (Demoplant) Palimanan Cirebon – Jawa Barat - Laboratrium Gedung Batubara Tekmira, Bandung – Jawa Barat

KLASIFIKASI BATUBARA Batubara sub-bitumen 4.670 – 5692 Kcal/ kg dengan kandungan air yang relatif tinggi Lignit : lignit A lignit B = <4611 Cal/gr mempunyai kandungan air 30%-40%

SIFAT KIMIA DAN FISIKA Kimia -          Proksimat: kadar air, abu, zat terbang, karbon terlambat -          Ultimat: karbon, hidrogen, nitrotgen,sulfur,oksigen -          Nilai kalor -          Komposisi Abu -          Titik leleh abu FISIKA Berat Jenis ( Specific Gravity ) HGI Warna batubara Goresan Pecahan Dipengaruhi oleh salasatu atau gabungan dari temperatur, tekanan dan waktu. selama perkembangannya, hanya terjadi proses fisika berupa pemadatan. ·         Parameter yang dipergunakan untuk menentukan peringkat batubara antara lain adalah nilai kalor, kandungan air, karbon total dan reflektansi vitrinit

Moisture Content

Principal “ sticky when wet” Bulk Strength - flow function ( kekuatan material ) Wall or Surface Friction = Adhesive - Parameter : surface roughness, particle size distribution, moisture content

PENANGANAN BATUBARA (Coal Handling) penimbunan batubara pada stock ROM loading ke dalam crusher loading batubara ke tongkang

Teknologi Pengeringan Batubara (CDB) di Demoplant Palimanan, Cirebon Coal Drying Briquete (CDB)..\bahan CDB.docx merupakan alat dari salahsatu teknologi pemanfaatan batubara kalori rendah, yang ada di Demoplant Tekmira, Palimanan Cirebon. Yang mana salah satu komponennya memiliki co-firing screwfeeder dengan umpan 300 mesh, guna untuk menghantarkan batubara sebagai bahan bakar pada burner. Hopper

CO-FIRING HOPPER Screwfeeder Inverter Sudut 25 Hopper Bahan bakar volume kerucut 45 kg volume kotak 60 kg vol /10cm 15 kg

JENIS-JENIS HOPPER

TIPE ALIRAN DALAM HOOPER Mass Flow Core Flow Characteristics No Stagnant Uses full cross-section of vessel First-in, first-out flow Stagnant zone formation Flow occurs within a portion of vessel cross-section First-in, last-out flow Advantages Minimises segregation, agglomeration Of materials during discharge Small stress on vessel walls during flow due to the ‘buffer effect’ of stagnant zones Very low particle velocities close to vessel walls; reduced particle attrition and wall wear Disadvantages Large stress on vessel walls during flow Attrition of particles and erosion and wear of vessel wall surface due to high particle velocities Small storage volume to vessel height ratio Promotes segregation and agglomeration during flow Discharge rate less predictable as flow region boundary can alter with time

Penyakit Aliran di hopper Two costly flow problems experienced in a silo, bin, or hopper are arching and ratholing. Arching/ bridging, occurs when an arch-shaped obstruction forms above the hopper outlet and stops flow.  It can be an interlocking arch, where large particles mechanically interlock to form an obstruction, or a cohesive arch.  A cohesive arch occurs when particles bond together due to effects of moisture, fines concentration, particle shape, temperature, etc. Ratholing Segregation

ANGLE OF REPOSE Angle Of Repose Type Of Flow <20 Excellent 20 – 30 Good 30 -34 Possible >40 Very Poor International Journal of Advanced Engineering Research and Studies E-ISSN2249-8974 Cara mudah dan gampang dalam megukur suatu hopper dengan melihat angle of reposenya dari sudut si batubara

Ukuran Sample Batubara Kandungan Air Total (%) No. Ukuran Sample Batubara Kandungan Air Total (%) 1. ( -5,26 mm ) 32,63 % (Air Received) 2. (-2,36 mm ) 35,74 % (Air Received) 3. (-1,18 mm) 36,25 % (Air Received) Data Kandungan Air Total Distribusi Ukuran(Sumber : Data Hasil Pengujian Kadar Air, 2014)

Hasil Debit Umpan Batubara (Gr/Menit) ALUR PENELITIAN Iso 1213-2 : 1992 Pengecilan ukuran sample – Terms relating to coal sampling & analysis Iso 331-1975 : Coal ; determination of moisture in the analysis sample Preparasi: -5,26 mm -2,36 mm -1,18 mm Moisture Content ( ASTM ) Sample siap @10Kg Iso 1213-2 : 1992 Pengecilan ukuran sample – Terms relating to coal sampling & analysis Iso 331-1975 : Coal ; determination of moisture in the analysis sample densitas merupakan ukuran kerapatan suatu zat yang dinyatakan banyaknya zat (massa) per satuan volume. Jadi satuannya adalah satuan massa per satuan volume, misalnya kg per meter kubik atau gram per centimeter kubik. ρ = m/v misalkan untuk kerapatan baja, ρ_baja = 7.85 g/cm³ specific gravity adalah ukuran kerapatan relatif terhadap kerapatan zat yang dijadikan acuan, biasanya yang dijadikan acuan adalah kerapatan air pada suhu 4 derajat celcius. SG = ρ_zat/ρ_air misalnya untuk SG_baja = ρ_baja/ρ_air = 7.85 g/cm³/(1 g/m³) SG_baja = 7.85 (tanpa satuan) Uji Umpan Hopper CO-FIRING Screwfeeder Hasil Debit Umpan Batubara (Gr/Menit)

Inherent Moisture (IM) Hasil Uji Batubara Total Moisture (TM) 36% Inherent Moisture (IM) 18% Ash 4,5% Volatile Matter 40% Total Sulfur 0,2% Calorific Value 4.200 kcal/kg HGI 55 Size < 2 mm : 30% MINERAL PEMBENTUK/PENGOTOR -          Mineral yg terdapat dalam sel tanaman -          Mineral utama yg terbentuk selama atau segera setelah pengendapan batubara -          Mineral yang terbentuk setelah pengendapan batubara ·         Mineral pembentuk?pengotor terdiri dari lempung,karbonat, sulfida besi dan selikat ·         Mineral lempung paling banyak, 60-80% berupa kaolinit,illit dan smetiktit.Karbonat diantaranya berupa siderit,kalsit,ankerit dan dolomit.Sulfida besi didominasi oleh pirit,markasit dan melnikovit.Mineral kuarsa terdapat dalam jumlah kecil.

Hubungan Kandungan Air dengan Sifat lengket

Kesimpulan 1. Kadar air/ Moisture Content berpengaruh besar terhadap suatu penanganan batubara kadar rendah /Lowrank. Rekomendasi TM pada hopper adalah Max. 36% 2. Batubara kadar rendah masih banyak memiliki pengotor 3. Distribusi ukuran batubara mempengaruhi besar kecilnya nilai kandungan air total yang terdapat pada batubara. Ukuran fine particle ( -1,18 mm) lebih mudah menyerap air dibanding dengan yang ukuran besar. distribusi ukuran partikel/fragment batubara dimana batubara halus (fine coal) dapat menyerap dan menahan lebih banyak air dari pada batubara bongkah (lump coal). 4. Material tidak uniform/ seragam akan menghasilkan segresi partikel, berat jenis yang bervariatif sehingga menimbulkan Cohesive arching . Mineral pembentuk pengotor terdiri dari lempung,karbonat, sulfida besi dan selikat. Mineral lempung paling banyak, 60-80% berupa kaolinit,illit dan smetiktit.Karbonat diantaranya berupa siderit,kalsit,ankerit dan dolomit.Sulfida besi didominasi oleh pirit,markasit dan melnikovit.Mineral kuarsa terdapat dalam jumlah kecil. Dipengaruhi oleh salah satu atau gabungna dari temperatur, tekanan dan waktu. selama perkembangannya,  hanya terjadi proses fisika berupa pemadatan.Parameter yang dipergunakan untuk menentukan  peringkat  batubara antara lain adalah nilai kalor, kandungan air, karbon total dan reflektansi vitrinit. SIFAT KIMIA : PROKSIMAT

Saran Menjaga kadar air dari material batubara sebelum dimasukan dalam hopper ( TM 36% menjadi 15-20%) Flow aids Pneumatic Hammer, air cannon, Fluidization Pads Koreksi pada design hopper 1. outlet : panjang = sudut dilihat dari angle of repose lebar = Min. 4x the biggest particle 2. Sudut setengah hopper diusahakan semakin curam agar partikel semakin mudah turun

T E R I M A K A S I H

Lampiran iso kadar air .doc pic Videoaliran sangat baik (-5,26mm).AVIAliran Buruk.AVI Astm book Referensi daftar pustaka