Bahan Bakar Padat
BAHAN BAKAR PADAT
Bahan bakar padat tersusun dari : komponen yang dapat terbakar, yaitu komponen yang mengandung: C, H, S, yaitu unsur-unsur yang bila terbakar membentuk gas, disebut sebagai“ bahan dapat terbakar yang membentuk gas” atau “BTG” atau “VCM”.
Reaksinya :
C + O2 CO2/ CO
H + O2 H2O
S + O2 SO2/ SO3
Komponen yang bila terbakar tidak membentuk gas, yaitu “karbon tetap” atau “KT” atau “FC” (fixed carbon). Komponen yang tidak dapat terbakar, yaitu O, N, bahan mineral atau abu, dan H2O.
Analisis Bahan Bakar Padat
· Menurut analisis pendekatan (proximate analysis) :
o air
o abu
o bahan yang dapat terbakar (combustible matter) = BDT; hasil pembakarannya : gas dan fixed carbon
o fixed carbon
· menurut analisis tuntas (ultimate analysis) :
o komposisi unsur-unsur C, H, O, N, S, abu dan air.
o Air yang terkandung :
ü air dari kelembaban (menempel secara mekanik)
ü air senyawa (air yang dapat terbentuk jika unsur O dan H dalam bahan bakar mempunyai perbandingan stoikiometris)
Bahan yang dapat terbakar (BDT) terdiri dari :
ü BTG (bahan yang bila terbakar menghasilkan gas dan uap air) = volatile combustible matter = VCM.
ü KT (karbontetap) = fixed carbon = FC.
Macam-macam bahan bakar padat :
1. Kayu dan sisa tumbuhan : kadar abu rendah, kadar air relative tinggi (tergantung pada spesies dan umur pohon, iklim, kondisi penyimpanan). Termasuk juga sisa tanaman : batang tebu, kulit buah, sekam, jerami, dll.
2. Peat, bahan ini terbentuk dari dekomposisi dan disintegrasi tanaman graminae (seperti tebu, bambu, alaang-alang) oleh tekanan air di dalam rawa. Kandungan abunya tergantung dari lumpur rawa. Bahan bersifat higroskopis. Kandungan airnya tergantung pada kondisi pengeringan, transportasi dan penyimpanan.
3. Arang
Pengertian Arang
adalah bahan padat yang berpori-pori dan merupakan hasil pembakaran dari bahan yangmengandung unsur C. Sebagian besar dari pori-porinya masih tertutup dengan hidrokarbon, dan senyawa organik lain yang komponennya terdiri dari “fixed carbon”, abu, air, nitrogen dan sulfur.
Macam Arang
Dalam bidang industri dikenal bermacammacam arang yang berhubungan dengan pembuatan dan kegunaannya. arang dihasilkan dari pembakaran bahan baku yang mengandung karbon.
Bahan baku tersebut biasa berasal dari bahan nabati atau hasil ikutannya dan dari hasil hewani.
Carbon black adalah suatu karbon berbentuk amorf yang dihasilkan oleh pemanasan atau pemecahan oksidasi dari hidro karbon.
Baked carbon adalah suatu istilah yang digunakan untuk arang yang dibuat dari pemanggangan pada suhu 1000-1800 0C. Biasanya merupakan campuran dari bermacam-macam bahan yang mengandung karbon.
4. Batu-bara
Secara definisi : Batubara adalah batuan sedimen yang berasal dari material organik (organoclastic sedimentary rock), dapat dibakar dan memiliki kandungan utama berupa C, H, O.
Secara proses : batubara adalah lapisan yang merupakan hasil akumulasi tumbuhan dan material organik pada suatu lingkungan pengendapan tertentu, yang disebabkan oleh proses syn-sedimentary dan post-sedimentary, sehingga menghasilkan rank dan tipe tertententu.
Tingkatan Batubara
Batubara terbentuk dari sisa tumbuh-tumbuhan yang diawetkan dari sampah dilingkungan yang mendukung dan selanjutnya mengalami perubahan kimia dan fisik.
Tahap pertama adalah proses coalifikasi, merupakan pembentukkan peat dan proses terus berlangsung sampai membentuk endapan, dibawah kondisi asam menguapnya H2O,CH4 dan sedikit CO2 membentuk C65H40O30 yang dalam kondisi dry basis, besarnya analisa ultimate :
-Carbon 61,7 %
-Hydrogen 0,3 %
-Oxygen 38,0 %
Tahap kedua coalifikasi adalah tahap lignit kemudian meningkat ke tingkat bituminous dengan susunan C79H55O14 yang pada kondisi dry basis
-Carbon 80,4 %
-Hydrogen 0,3 %
-Oxygen 19,1 %
Proses terjadinya batu bara :
Inti Batubara
Humic Coal
· Melewati tahap gambut dengan disertai proses humifikasi setelah terakumulasi pada tempat dimana pohon-pohon (bahan dasar) itu tumbuh.
· Komponen organik terbesar adalah material yang mengkilap berwarna coklat sampai hitam (terlihat dengan mata telanjang) dan umumnya berasal dari serat kayu yang terhumifikasi
· Pada rank rendah (brown coal) secara mikroskopis didominasi oleh huminit dan pada rank yang lebih tinggi (hard coal) didominasi oleh vitrinite
· Ciri khasnya adalah berlapis.
Sapropelic Coal
· Tidak melewati fase gambut tetapi mengikuti alur proses diagenesa seperti
· batuan sedimen yang kaya akan bahan organik
· Banyak mengandung material organik dan mineral hasil transportasi.
· Fraksi organiknya terdiri dari algae dan bermacam produk hancuran tumbuhan dari sekitarnya atau bagian yang lebih jauh lagi berupa spora
· Secara mikroskopis dibedakan menjadi boghead coal (bahan utamanya adalah
· algae/maceral Alginit) dan cannel coal (bahan utamanya adalah spora/maseral Sporinit)
· Kusam dan terbentuk dari lumpur organic butir halus yang terbentuk pada kondisi kurang oksigen/reduksi (air dangkal, seperti : kolam, danau, lagun)
· Tidak Berlapis
Jenis Batu Bara
Batubara coklat (Brown coal)
Batubara coklat (Brown coal) adalah jenis batubara yang paling rendah peringkatnya, bersifat lunak, mudah diremas, mengandung kadar air yang tinggi (10-70%), terdiri atas batubara coklat muda lunak (soft brown coal) dan batubara lignitik atau batubara cokelat keras (lignitik atau hard brown coal) yang memperlihatkan struktur kayu. Nilai kalorinya <>(dry mineral matter free)
Batubara keras (Hard coal)
Batubara keras (Hard coal) adalah semua jenis batubara yang peringkatnya lebih tinggi dari brown coal, bersifat lebih keras, tidak mudah diremas, kompak, mengandung kadar air yang relatif rendah, umumnya struktur kayunya tidak tampak lagi, relative tahan terhadap kerusakan fisik pada saat penanganan (coalhandling). Nilai kalorinya > 5700 kal/gr (dry mineral matter free).
Lignite :
terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang mengalami karbonisasi atau perkayaan akan kandungan C di bawah lapisan tanah dalam jangka waktu yang lama. atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.
Berdasarkan umur geologisnya digolongkan :
- pitch lignite: lebih muda daripada lignite,
- lignite.
Kadar N, O, VCM, S dan air tinggi. Lignite bersifat higroskopis, nilai kalor bawah
sekitar 1500-4500 kkal/kg.
Sub-bituminous coal :
karakteristiknya berada di antara batu bara lignite dan bituminous, terutama digunakan sebagai bahan bakar untuk PLTU.
Sub-bituminous coal mengandung sedikit carbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang tidak efisien.
Mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.
Bituminous :
batu bara yang tebal, biasanya berwarna hitam mengkilat, terkadang cokelat tua. Bituminous coal mengandung 68 – 86% karbon dari beratnya dengan kandungan abu dan sulfur yang sedikit. Umumnya dipakai untuk PLTU, tapi dalam jumlah besar juga dipakai untuk pemanas dan aplikasi sumber tenaga dalam industri dengan membentuknya menjadi kokas-residu karbon berbentuk padat.
mengandung 68 - 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara yang paling banyak ditambang di Australia.
Anthracite :
peringkat teratas batu bara, biasanya dipakai untuk bahan pemanas ruangan di rumah dan perkantoran. Anthracite coal berbentuk padat (dense), batu-keras dengan warna jet-black berkilauan (luster) metallic, mengandung antara 86% - 98% karbon dari beratnya, terbakar lambat, dengan batasan nyala api biru (pale blue flame) dengan sedikit sekali asap. adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.
Berdasarkan cara terbentuknya, batu bara dibedakan menjadi:
a. Batu bara paleogen, merupakan batu bara yang terbentuk pada cekungan intranmontain, contohnya yang terdapat di Ombilin, Bayah, Kalimantan Tenggara serta Sulawesi Selatan.
b. Batu bara neogen, yakni batu bara yang terbentuk pada cekungan foreland, contohnya terdapat di Tanjung Enim – Sumatera Selatan.
c. Batu bara delta, yakni endapan batu bara yang terdapat di hampir seluruh Kalimantan Timur.
Shale:
sedimen yang berbutir sangat halus yang terbentuk akibat konsolidasi clay dan silt
