Desulfurisasi batubara dengan senyawa hipoklorit secara leaching

PUTRI, Novy Pralisa, Ir. Imam Prasetyo, M.Eng., Ph.D

2009 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Indonesia memiliki banyak cadangan batubara sebagai sumber energi. Kelemahan dari penggunaan batubara sebagai sumber energi adalah polusi yang ditimbulkan pada proses pembakaran, salah satunya adalah emisi SO2. Untuk mengurangi atau mencegah terbentuknya emisi tersebut dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu dengan mengambil kandungan sulfur dalam batubara (desulfurisasi), menambat S dalam batubara dengan mencampurkan CaO/CaCO3 ke dalam padatan batubara (fiksasi), atau dengan menyerap emisi SO2 dengan larutan penyerap (absorpsi). Penelitian ini mempelajari proses desulfurisasi batubara secara leaching menggunakan kalsium hipoklorit dan natrium hipoklorit serta menguji kontribusi unsur Ca dalam kalsium hipoklorit terhadap fiksasi SO2 selama pembakaran batubara. Ukuran batubara yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah -60 mesh +80 mesh, dan konsentrasi larutan hipoklorit: 0,05; 0,07; 0,09; dan 0,1 M. Sementara temperatur proses leaching bervariasi dari 50, 60, 70, 80, dan 90°C. Larutan hipoklorit dengan konsentrasi tertentu dipanaskan hingga mencapai temperatur yang diinginkan, kemudian batubara yang telah dihancurkan, dikontakkan dengan larutan tersebut selama ± 1 jam. Setelah 1 jam, batubara tersebut disaring dan dikeringkan, lalu dilakukan analisa kandungan air dan analisa sulfur dengan metode Esckha. Kemudian dilakukan uji pembakaran untuk mengukur emisi SO2 setelah desulfurisasi. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi hipoklorit maka semakin banyak kandungan sulfur yang bereaksi dengan hipoklorit sehingga kandungan sulfur di batubara semakin sedikit. Berdasarkan percobaan, diperoleh konstanta kecepatan reaksi desulfurisasi yang dapat didekati dengan persamaan reaksi pseudo-homogen orde 2: untuk desulphurization agent kalsium hipoklorit -5,3165 T L k ' 9,094e mol.jam (simbol) (T dalam K) dengan ralat rata-rata sebesar 4,23%, dan untuk desulphurization agent natrium hipoklorit - 252,6 T L mol.jam k '(simbol) 26,081e (T dalam K) dengan ralat rata-rata sebesar 32,72%. Ketika proses desulfurisasi, natrium hipoklorit dapat mengambil sulfur lebih banyak daripada kalsium hipoklorit. Namun unsur kalsium dalam kalsium hipoklorit memberikan kontribusi pada penambatan SO2 ketika batubara tersebut dibakar, sehingga emisi SO2 dari batubara hasil proses leaching menggunakan kalsium hipoklorit lebih kecil daripada emisi SO2 dari batubara hasil leaching yang menggunakan natrium hipoklorit. Pada saat pembakaran, batubara hasil proses leaching menggunakan kalsium hipoklorit pada konsentrasi 0,1 M dan temperatur 90°C menghasilkan emisi SO2 sebesar 0,179 g/g batubara kering, sedangkan batubara hasil proses leaching menggunakan natrium hipoklorit menghasilkan emisi SO2 sebesar 0,249 g/g batubara kering.

Indonesia has a lot of coal reserves as energy resources. The disadvantage of usin search examined leaching-based coal desulphurization process by ter g coal as energy resources is the pollution resulting by the coal combustion process, such as SO2 emissions. To reduce or prevent such emission, three methods can be implemented, i.e. by reducing the sulphur content within the coal (desulphurization), by fixation of SO2 during the coal combustion through mixing CaO/CaCO3 (fixation), or by absorbing SO2 emissions using absorbent (absorption). This re using calcium hypochlorite and sodium hypochlorite and it also tested the contribution of Ca element in calcium hypochlorite toward SO2 fixation during coal combustion. Coal dimension used in this research was -60 mesh +80 mesh and the concentration of hypochlorite solution were 0.05; 0.07; 0.09; and 0.1 M. While the temperature of leaching process ranged from 50, 60, 70, 80 and 90°C. Hypochlorite solution at given concentration was heated until required temperature; then, crushed coals were mixed with the solution for ± 1 hour. After 1 hour, the coals were screened and dried; subsequently, analyses were performed for its water and sulphur contents based on Esckha method. Afterward, combustion testing was performed to measure SO2 following desulphurization. Results showed that the greater hypochlorite concentration was, the grea content of sulphur reacting with hypochlorite, and hence the coal sulphur content was increasingly less. Based on the experimental data, the kinetic constant of reaction could be assumed with pseudo-homogen reaction orde 2 for: calcium hypochlorite as desulphurization agent -5,3165 k ' (symbol) 9,094e T L (T in K) with mean error 4.23%, and for sodium h rization agent mol.jam ypochlorite as desulphu - 252,6 k ' (symbol) 26,081e T L (T in K) with mean error of 32.72%. During ypochlorite was able to take more sulphur than calcium hypochlorite. However, calcium element in calcium hypochlorite provided contribution to SO2 fixation during coal combustion process; hence, SO2 emitted from coal produced based on leaching process using calcium hypochlorite was less than based on leaching process using sodium hypochlorite. During combustion, coal produced through leaching process using calcium hypochlorite at the concentration of 0.1 M and at temperature of 90°C produced SO2 emissions of 0.179 g/g dried coal, while coal produced through leaching using sodium hypochlorite would result SO2 emissions of 0.249 g/g dried coal.

Kata Kunci : Batubara,Desulfurisasi,Leaching,Hipoklorit, Coal, Desulphurization, Leaching, Hypochlorite