Politeknik Energi dan Mineral (PEM Akamigas) Arif Nurrahman M.T NIP. 19860725 201503 1 002 Teknik Pembakaran Politeknik Energi dan Mineral (PEM Akamigas)

Pembahasan Pertama Proses Pembakaran Konsep Reaksi Pembakaran Stokiometri Konsep Mol Reaksi Pembakaran

Proses Pembakaran Definisi: oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas/panas dan cahaya. Pembakaran sempurna bahan bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen BBP / BBC harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar, dengan menggunakan panas. BBG akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup. Komposisi udara 79% nitrogen, 21& oksigen. N2 sebagai pengencer yang menurunkan suhu yang harus ada untuk mencapai pembakaran. mengurangi efisiensi pembakaran dengan cara menyerap panas dari pembakaran bahan bakar dan mengencerkan gas buang. mengurangi transfer panas pada permukaan alat penukar panas, juga meningkatkan volum hasil samping pembakaran, yang juga harus dialirkan melalui alat penukar panas sampai ke cerobong. dapat bergabung dengan oksigen (terutama pada suhu nyala yang tinggi) untuk menghasilkan oksida nitrogen (NOx), yang merupakan pencemar beracun.

SYARAT PEMBAKARAN Oksigen yang mencukupi terjadinya pembakaran Panas yang cukup untuk terjadinya auto ignition atau material mencapai titik flash poit Bahan bakar/material yang dapat dibakar

Nyala api Saluran oksigen pembakaran ditutup Saluran oksigen dibuka setengah Saluran udara hampir terbuka penuh Saluran udara terbuka penuh

Konsep Reaksi Pembakaran Reaksi pembakaran adalah reaksi kimia bahan bakar dan oksigen yang diperoleh dari udara yang akan menghasilkan panas dan gas sisa pembakaran yang berlangsung dalam waktu yang sangat cepat. Reaksi pembakaran tersebut akan menghasilkan produk hasil pembakaran yang komposisinya tergantung dari kualitas pembakaran yang terjadi.

Reaksi pembakaran yang terlalu cepat akan mengakibatkan terjadinya gangguan dalam sistem pembakaran, antara lain yaitu dapat terjadi pembakaran sendiri (self ignition) oleh karena adanya sisa bahan bakar yang tidak terbakar. Hal ini disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut : angka oktan yang terlalu rendah penyetelan sudut pengapian yang tidak tepat busi terlalu panas pendinginan terlalu miskin terbakarnya sisa pembakaran sebelumnya bentuk ruang bakar yang tidak sesuai Gangguan-gangguan pada pembakaran ini akan sangat merugikan efektivitas mesin maka mendapatkan untuk pembakaran yang baik maka diperlukan syarat-syarat sebagai berikut: jumlah udara yang sesuai temperatur yang sesuai dengan penyalaan bahan bakar waktu pembakaran yang cukup kerapatan yang cukup untuk merambatkan api dalam silinder.

Konsep Reaksi Pembakaran

Konsep Reaksi Pembakaran Pada saat proses pembakaran dimana komposisi campuran bahan bakar dan udara, α = 1, maka reaksi pembakaran berlangsung secara sempurna. Pada saat proses pembakaran dimana terdapat kelebihan udara, α > 1, gas hasil pembakaran akan mengandung O2. Untuk komposisi campuran bahan bakar dan udara dimana α < 1, maka akan terjadi kekurangan O2 untuk proses pembakaran. Sehingga membuat reaksi pembakaran berlangsung tidak sempurna. Akibat kekurangan ini, akan terbentuk gas CO serta terdapat sisa gas H2 dan hidrokarbon HC yang belum sempat terbakar. Nitrogen tidak berperan pada proses pembakaran, namun pada temperatur yang tinggi nitrogen akan bereaksi membentuk senyawa NO. setelah proses pembakaran, NO ini masih bereaksi dengan oksigen membentuk NO2, yang merupakan gas berbahaya bagi kesehatan.

Dalam pembakaran proses yang terjadi adalah oksidasi dengan reaksi sebagai berikut : Karbon + Oksigen Karbon dioksida + panas Hidrogen + Oksigen Uap air + panas Sulfur + Oksigen Sulfur dioksida + panas Pembakaran akan dikatakan sempurna apabila campuran bahan bakar dan oksigen (dari udara) mempunyai perbandingan yang tepat (stoikiometrik), hingga tidak diperoleh sisa. Bila oksigen terlalu banyak, dikatakan campuran kurus dan hasil pembakarannya menghasilkan api oksidasi. Bila bahan bakarnya terlalu banyak (tidak cukup oksigen), dikatakan campuran kaya (rich) sehingga pembakaran ini menghasilkan api reduksi.

STOIKIOMETRI, Istilah stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu “stoicheon” yang berarti unsur dan “metron” yang berarti pengukuran. Jadi, proses stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari hubungan kuantitatif antara pereaksi dan produk dalam reaksi. Stoikiometri dapat dikatakan pula sebagai hitungan kimia.

Konsep Mol

Terdapat dua aspek penting dalam reaksi kimia pembakaran. Yaitu yang pertama, stoikiometri pembakaran, dalam stoikiometri kimia pembakaran, hal yang diinginkan adalah untuk mengetahui secara tepat atau secara stoikiometri jumlah udara yang harus dipergunakan untuk mengoksidasi bahan bakar. Jika udara yang masuk lebih besar dari jumlah stoikiometrinya, campuran ini disebut dengan fuel-lean, apabila lebih sedikit dari stoikiometri, campuran ini disebut fuel-rich. Perbandingan stoikiometri udara-bahan bakar ditetapkan dengan menulis neraca massa atom dengan asumsi bahwa bahan bakar bereaksi secara sempurna. Oksigen yang dipergunakan dalam kebanyakan proses pembakaran berasal dari udara yang umumnya tersusun atas 21% oksigen dan 79% nitrogen (%volume), sehingga untuk setiap mol oksigen dalam udara terdapat 0.79/0.21 mol N2 atau 3.76 mol nitrogen. Untuk bahan bakar hidrokarbon CxHy .

Reaksi Pembakaran (Reaksi oksidasi) Jenis BB Kemampuan BB untuk terbakar (combustibility) Kecepatan pembakaran (firing rate) Tipe Furnace/burner Furnace C + 1/2 O2 CO + 29.400 kkal/kmol CO + 1/2 O2 CO2 + 67.600 kkal/kmol C + O2 CO2 + 97.000 kkal/kmol H2 + 1/2 O2 H2O + 57.600 kkal/kmol S + O2 SO2 + 80.000 kkal/kmol BBG / BBC / BBP CO CO2 H2O SO2/SOx O2 , N2/NOx O2 (Udara 21%) Komposisi Udara BM -O2 S C H2 N2 Gas Panas Api Menentukan kualitas pembakaran (kualitas & kuantitas gas panas yang terbentuk) Kualitas BB Untuk mencapai pencampuran BB dan udara yang baik (Metode berbeda untuk tiap jenis BB) Metode pembakaran Jika << ----- nyala api gelap, asap, sisa partikel & efisiensi ketel < Jumlah udara Jika >> ------ nyala pendek, T<, Gas buang >> & efisiensi ketel <