PENINGKATAN NILAI KALOR BATUBARA PERINGKAT RENDAH DENGAN PENAMBAHAN MINYAK RESIDU DAN PROSES DRYING

yuli patmawati, Ir. Hary Sulistyo, SU., Ph. D

2012 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Sebagian besar potensi batubara di Kalimantan Timur merupakan batubara peringkat rendah dengan kadar air yang tinggi serta nilai kalor yang rendah. Salah satu upaya untuk meningkatkan nilai kalor batubara peringkat rendah tersebut adalah dengan melakukan Upgrading Brown Coal disertai dengan penambahan minyak residu dan proses drying. Penelitian ini bertujuan untuk: 1). Mempelajari pengaruh diameter butir batubara, perbandingan/rasio batubara-minyak residu dan suhu pemanasan pada proses peningkatan nilai kalor batubara lignit dengan penambahan minyak residu dan proses drying yang dilakukan pada tekanan atmosfir. 2). Menganalisis fenomena perpindahan massa air dan minyak residu secara kuantitatif di dalam tumpukan batubara yang terjadi selama tahap pengeringan dalam proses UBC. Batubara yang telah mengalami pengecilan ukuran menjadi 0,288 mm ; 1,09 mm ; 2,18 mm dicampur dengan minyak residu dengan perbandingan 1 : 1, 1 : 2 dan 1 : 3. Campuran batubara-minyak residu tersebut kemudian dipanaskan pada tekanan atmosfir dan suhu pemanasan T = 1100C, 1400C, 1700C untuk menghilangkan moisture content yang terdapat dalam batubara. Setelah proses pemanasan, campuran batubara-minyak residu yang masih tersisa dikeringkan dalam alat pengering pada tekanan atmosfir. Batubara yang telah kering kemudian didinginkan dalam desikator sebelum di analisa kadar air dan nilai kalor batubara dari hasil upgraded. Dari hasil penelitian, diketahui bahwa proses UBC dapat menurunkan kadar air dalam batubara yang semula sebesar 13,98% adb menjadi 0,38% - 3,42% adb, sedangkan nilai kalor batubara meningkat dari 4.632 cal/g adb menjadi 5.459 cal/g adb - 6.583 cal/g adb. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu proses UBC, semakin tinggi nilai kalor yang akan dihasilkan. Dalam hal ini, nilai kalor tertinggi sebesar 6.583 cal/g dicapai pada suhu 1700C. Semakin besar diameter butir batubara yang digunakan akan menghasilkan nilai kalor yang semakin tinggi. Nilai kalor tertinggi dihasilkan pada diameter butir batubara 2,18 mm sedangkan peningkatan nilai kalor tertinggi dalam proses UBC untuk berbagai variasi suhu dan diameter butir batubara diperoleh pada rasio batubara-minyak residu sebesar 1: 3. Dari model matematis yang berhasil dikembangkan dengan asumsi bahwa laju perpindahan massa air dan minyak residu dari fasa padatan ke fasa udara tidak mengontrol, di peroleh nilai konstanta difusivitas air sebesar 5,377.10-4cm2/s dan minyak residu sebesar 5,172.10-4cm2/s.

Most of the potential coals in East Kalimantan comprise low-rank coal with high moisture content and low calorific value. In response, one effort to increase the calorific value of low-rank coal is by conducting Upgrading Brown Coal that is by adding the residual oil and drying process. This research is aimed to: 1). Study the effect of particle diameter of coal, ratio of the coal-residual oil and heating temperature in the process to increase the calorific value of lignite coal that is by adding the residual oil and performing a drying process at atmospheric pressure and 2). To perform a quantitative analysis towards the phenomenon of water and residual oil mass transfer in the pile of coal that occurs during the drying step of UBC process. The coals that have been reduced in their size to be 0.288 mm, 1.09 mm, 2.18 mm, is blended with the residual oil by ratio of 1: 1, 1: 2 and 1: 3. Subsequently, the mixture of coal – residue oil is heated at atmospheric pressure and heating temperature of 383 K, 413 K and 443 K in order to remove the moisture content present in coal. After the heating process, the coal–residual oil mixture remaining is dried in a dryer at atmospheric pressure. The dried coal is cooled in desiccators before the analysis of the moisture content and calorific value of upgraded coal. the research The result of then shows that the UBC process might be able to reduce the water content in coal, initially at 13.98% adb to be 0.38% - 3.42% adb, while the calorific value of coal is able to increase from 4632 cal/g adb to 5459 cal/g adb - 6583 cal/g adb. The result, additionally, shows that the higher temperature of UBC is, the higher calorific value will be. In this case, the highest calorific value of 6583 cal/g was achieved at 443 K. The larger the diameter of the coal is, the higher heating value is. Thus, the highest calorific value of coal will be produced in the coal grain in diameter of 2.18 mm. Further the increase of the higher calorific value UBC process for varied temperature and diameter of coal grain is gained in the coal – residual oil ratio of 1: 3. Of mathematical models successfully developed by assumption that the rate of water and residual oil mass transfer is uncontrolled from solid to air phase, the constant value of water diffusivity at 5,377.10-4cm2/s and residual oil at 5,172.10-4cm2/s have been gained then.

Kata Kunci : batubara, lignit, LSWR, kerosin, minyak residu, moisture content, Upgrading Brown Coal, drying, difusivitas, koeffisien transfer massa