Post on 15-Feb-2018
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 1/34
LAPORAN A IR
PROGRAM LlTBANGYASA KP-2010-54
Peningkatan Ka pas itas Iptek Si stim Produksi
PROSES PENINGKATA
UTU
BATUBA A MUDA
(LIGNITE) MENJADI EXPORT BLE CO L t u BATUBARA
LAYAK PORIJUAL
Fokus
Bidang
Prioritas : Sumber Energi Baru dan Terbarukan
Nama Peneli ti Utama : Ir. Hartiniati , MEng
PUSAT TEKNOLOGI PENGEMBANGAN SUMBERDAYA ENERGI
DEPUTI TEKNOLOGI INFORMASI,
ENE
RGI, DAN MATERIAL
BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI
JI. MH Thamrin NO.8 Jakarta Pusat, Gedung 2 Lantai 22
Telp.lFax. : (021) 316-9889/ (021) 316-9867
NOVEMBER 2010
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 2/34
OAFTAR lSI
Lembar Identitas dan Pengesahan
Ringkasan
Prakata
Oaftar lsi
Oaftar T abel
Oafiar Gambar
BAB i Pendahuluan
1.1 Kondisi Umum Batubara di Indonesia
1.2 Teknologi Upgrading Batubara Muda
BAB II Tinjauan Pustaka
BAB III Tujuan dan Manfaat
BAB IV Metodologi
4.1 Tinjauan Singkat
4.2 Pengujian dengan Autoclave
4.3 Pengujian terhadap kualitas produk dan limbah
proses upgrading batubara
4.4 Pengujian terhadap
solvent recovery
4.5 Preparasi Umpan
4.6 Pengujian dengan fasilitas semi kontinyu
BAB V Hasil dan Pembahasan
5.1 Uji Proses
Upgrading
Batubara dengan Teknik
Dewatering
dan
Coating
5.2 Produk Upgrading Batubara
5.3 Pengujian terhadap limbah cair proses upgrading
BAB V Kesimpulan dan Saran
6.1
Kesimpulan
6,2 Saran
Oaf ar Pustaka
Halaman
3
5
6
7
8
9
9
10
12
2
22
22
3
24
24
25
28
3
3
33
36
38
38
4
41
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page 6
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 3/34
DAFT AR T ABEL
TabeI2.1. Ringkasan Status Pengembangan Teknologi Up-grading Batubara
yang dikaji dalam tinjauan Pustaka dalarn laporan penelitial1 ini
Tabel 4.1. Hasil Anal isa Kimia Batubara Berau dan E-coal
Tabel 5.1. Hasil Anal isa Kimia Batubara asal dan batubara produk upgrading
Tabel 5.2. Hasil Analisa Limbah Cair Proses Upgrading Batubara (Sarpedal,
Puspiptek, Serpong)
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable oal
Page 7
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 4/34
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Ilustrasi proses pengeluaran air dari partikel batubara pada proses
Upgrading batubara
Gambar 2.
1.
Skematik Diagram Bench Scale Unit Coa l Dewatering dengan
Liquefied
DME
Gambar 2.2. lIustrasi proses White Coal Technology
Gambar 2.3. White Coal Technology Block Diagram
Gambar 4.1. Skema Metode Pengujian Peningkatan Kualitas Batubara dengan
AC-
5L
Gambar
4.2. Diagram Proses Peningkatan mutu batubara dengan teknik dewatering
dan coating
Gambar
5.1 Rekaman operasi pengujian dengan autoclave 5 liter
Gambar 5.2. produk slurry, cake, air, dan minyak jelantah hasil
recoverf
process
Gambar 5.3. Foto sam pel bahan baku dan produk
Gamba r 5.4. Foto briket batubara setelah proses up-grading
Gamber
5.5. Kegiatan persiapan reaktor AC 5L sebelum tes
Gambar 5.6. Rekaman peningkatan kandungan air produk/hasil upgrading batubara
Berau
Gambar
5.7. Rekaman peningkatan kandungan air produk/hasil upgrading batubara
liE-Coal
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal
Page 8
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 5/34
BAS I
PENDAHULUAN
<
KONDISI UMUM BATUBARA
DIINDONESIA
Cadangan batubara muda Indonesia terbilang cukup tinggi, mencapai sekitar
60% dari seluruh tota l cadangan yang ada
91
mi yar ton, OESOM 2008) .
Menambang batubara muda/lignit dinilai kurang ekonomis karena selain harganya
rendah pemasarannya juga jauh lebih sulit karena sering tidak dapat memenuhi
kriteria pasar.
Batubara muda Indonesia meskipun kandungan airnya cukup tinggi, rata-rata
antara 30-50% akan tetapi umumnya mempunyai kandungan abu dan sulfur yang
renda ;, Karena itu apabila nilai kalornya dapat ditingkatkan dengan memanfaatkan
teknologi tertentu yang dapat mengurangi jumlah kandungan airnya secara
sign ifikan, batubara jenis ini akan sangat diminati pasar karena masuk katagori
batubara "bersih". Batubara yang mempunyai kandungan sulfur dan abu yang tinggi
akan sang at berbahaya bagi lingkungan karena sulfur dapat menimbulkan hujan
asam sedang abu terbang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Oisamping
itu
kandungan sulfur dan abu yang tinggi juga dapat membengkakkan biaya operasi
pemanfaatan batubara, misalnya untuk pembangkit listrik.
Oi
Jepang, karena luas
lahannya yang sangat terbatas, biaya handling abu hasil pembakaran batubara
sudah mencapai 50 USO/ton, suatu biaya yang sangat mahal , karena itu pemerintah
Jepang menerapkan pajak yang cukup tinggi terhadap setiap ton batubara yang
diekspor
ke
Jepang,
Alasan lain yang membuat keengganan pasar untuk membeli batubara muda
adalah karena sifatnya yang cenderung mudah terbakar dengan sendirinya
self
combustion
di tempat penumpukan atau
stock pile,
sehingga sangat menyulitkan,
juga dalam pengangkutan jarak jauh. Semua kelemahan sifat-sifat tersebut
membuat biaya penanganan batubara dan transportasinya menjadi mahal.
Untuk dapat memanfaatkan seluruh potensi batubara muda
Indonesia secara
maksimal diperlukan bantuan teknologi yang dapat menjadikan komoditi yang
Upgrading Batubara Menjadi Exporlable Coal
Page
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 6/34
kurang menarik tersebut menjadi suatu komoditi andalan yang mempunyai nilai
ekonomi yang tinggi. Tanpa bantuan teknologi , 60% dari seluruh cadangan batubara
Indonesia akan menjadi cadangan sumberdaya alam yang kurang bermanfaat atau
besar kemungkinan bahkan menjadi sia-sia, terutama pada saat isu lingkungan
sudah menjadi demikian penting bagi seluruh masyarakat dunia karena batubara
muda pada dasarnya memproduksi gas CO
2
(gas rumah kaca) yang jauh lebih besar
per kilowatt energi yang dihasilkan pada proses pembakaran.
1 2 TEKNOLOGt UPGR DING BATUBARA MUDA
Berbagai teknolog i
up-grading
batubara muda telah dikembangkan
di
dunia.
Permasalahannya adalah hampir semua proses
up-grading
yang dikembangkan,
harganya masih cukup mahal dan menghasilkan limbah cair/gas yang berbahaya
bag i lingkungan, karena didalam prosesnya melibatkan proses kimia/pirolisa. Akan
te
t
api
bi
la
batubara tersebut hanya dikeringkan saja, maka akan dihasilkan produk
yang tidak stabil, karena batubara yang telah kering tersebut akan mengabsorpsi
kembali uap air yang ada disekitarnya. Karena
itu
perlu terobosan proses baru yang
sederhana/tidak mahal, tetapi dapat menyelesaikan permasalahan , dapat
menghasilkan batubara sekelas bituminous, bersih dan stabil.
Salah satu proses yang cukup menjanjikan adalah
coal dewatering
yang
dikombinasikan dengan proses
coating ;
proses ini dapat meningkatan mutu
batubara muda/lignite menjadi
exportable coal
sekelas bituminous dengan kalori
diatas 6500 kkal/kg. Proses
coating
diperlukan agar uap air yang ada
di
udara tidak
terserap kembali kedalam batubara. Gambar
1 1
memberikan ilustrasi bagaimana
kandungan air dalam batubara dikeluarkan dari partike batubara pada proses up
grading batubara (CUG).
Proposal penelitian ini dimaksudkan untuk mengembangkan dan mengkaji
proses tersebut, yang pembahasannya secara ringkas diuraikan di Bab
IV:
tentang
Metodologi Penelitian dan Bab
V:
Hasil Penelitian dan Pembahasan.
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 10
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 7/34
I
UPGR DING
B TUB R MUD
Batubara s l sblm diproses
Batubara setel h diproses
Air
dalam
pori pori
CPO parit/jelantah masuk
ke
pori pori
_ CPO parit/jelantah
CPO
paritljelantah
sebelum
dan
...L...
setel h proses up grading batubara
Gambar 1.1 Ilustrasi proses pengeluaran air dari partikel batubara pada proses CUG
Pengujian dilakukan dengan menggunakan 5liter-autoclave 5L-AC) untuk
mengetahui karakteristik proses, kondisi optimumnya, dan mengurnpulkan data awal
yang diperlukan dalam riset terapan riset lanjutan dari program ini) antara lain
membuat conceptual design fasilitas slurry dewatering dan desain enjinering-nya.
Tahapan penelitian program riset insentif ini terdiri dari:
1 .
penyiapan dan
karakterisasi bahan baku yang digunakan batubara dan
solvent ;
2).test-run dengan
5L-AC, menggunakan jenis
solvent
yang berbeda
minyak goreng bekas
atau
jelantah dan CPO parit); 3).optimisasi proses; 4).pengetesan terhadap mutu produk
dan briquettability; 5).pengujian terhadap kualitas limbah cair yang dihasilkan dari
proses ini. Seluruh paket pekerjaan tersebut akan dirampungkan dalam kurun waktu
2 tahun.
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page
11
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 8/34
BASI!
TINJAUAN PUSTAKA
Sampai saat ini telah banyak proses peningkatan mutu batubara yang
dikembangkan di dunia, beberapa diantaranya adalah ot Water Drying HWD), K-
Fuel, Syncoal, dan Encoa/. Berbagai proses tersebut dibedakan berdasarkan kondisi
reaksinya, jenis media transfer panas, tipe reaktor, kualitas limbah cair dan biaya
pengolahan. Dibandingkan dengan ke 4 proses lainnya, proses peningkatan mutu
batubara muda in Coal Dewatering and Coating, CDC) sangat berbeda dari segi
prinsip proses maupun kondisi operasinya. CDC dikembangkan berdasarkan
prinsip proses
slurry dewatering
yang dikombinasikan dengan proses
coating,
dimana keduanya berlangsung secara bersamaan.
Proses peningkatan mutu batubara muds yang akan dikaji ini hanya
melibatkan proses fisika, yaitu pelepasan air dewatering) dan tidak melibatkan
proses kimia atau pirolisa maupun pelepasan ernisi gas buang karena berlangsung
pada temperatur antara 140-150°C dan tekanan maksimum 3,5 atm. Oleh karena
kondisi operasinya yang rendah, sifat produk batubara yang dihasilkan diharapkan
tidak banyak mengalarni perubahan kecuali peningkatan nilai kalor (sarnpai sekitar
6500 kkal/kg) dan penurunan kadar air. Untuk menghasilkan produk yang stabil
dalam penyimpanan, diperlukan proses stabilisasi coating) dengan cara melapisi
permukaan pori-pori partikel batubara agar tidak dapat menyerap air kembali.
Proses stabilisasi coating) berlangsung secara bersamaan dengan proses
terjadinya pelepasan air dalam fase minyak menyebabkan fraksi minyak berat yang
ditambarlkan terabsorbsi ke dalam permukaan internal dari pori-pori batubara.
Penyerapan minyak berat ke dalam struktur pori-pori batubara diperkirakan tidak
lebih dari 2 dari seluruh jumlah batubara kering be bas abu yang diproses; hal ini
membuat produk batubara yang dihasilkan tidak saja terbebas dari sifat mudah
terbakar
spontaneous combustion free)
tetapi juga tidak mudah menyerap air
re-
wetting free).
Proses ini dirancang untuk dioperasikan pada temperatur dan tekanan yang
rendah guna mencegah terjadinya proses pelepasan senyawa organik atau proses
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 12
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 9/34
pirolisa sehingga dapat dihindari adanya produk sam ping berupa limbah cair dan
emisi
gas
yang berbahaya. Jadi proses ini hanya dimaksudkan untuk mengurangi
sebagian besar
kandungan
air dalam batubara muda dan membuatnya menjadi
produk batubara yang
mempunyai
nilai kalor yang tinggi dan stabil , artinya tidak
menyerap air kembali. Operasi pad a temperatur dan tekanan rendah
juga
dimaksudkan
untuk memperkecil biaya operasi dan investasi pabrik .
Berbagai
proses
peningkatan mutu batubara telah
dikembangkan
di dunia,
berikut adalah beberapa diantaranya yang dapat dikatagorikan cukup berhasil:
1. Proses Energy-efficient coal dewatering yang
menggunakan
liquefied
dimethyl
ether
(OrvlE).
Proses ini
dikembangkan
oleh Energy Engineering Research Laboratory,
Central Research Institute
of
Electric
ower
Industry (CRIEPI) , Jepang.
Peneliti Kanda
dkk 2010)
menyatakan bahwa meskipun penelitian
mereka
masih dalam skala laboratorium dan bench-scale akan tetapi
proses
yang
mereka
kembangkan
diyakini akan cukup menjanjikan, karena tidak saja
efisien, tetapi
juga
efektif. Lebih dari 98% air yang terkandung dalam batubara
Wara
dari Indonesia berhasil dipisahkan dengan sempurna. Limbah
cair
yang
dihasilkan masih bersifat asam dan mengandung beberapa
senyawa
polusi,
namun demikian
masih bisa diolah dengan
menggunakan
teknologi yang
ada
.
Batubara hasil proses
dewatering
tidak mengalami perubahan karakteristik
dari batubara asalnya. Jumlah energi yang dikonsumsi per kg air
yang
dipisahkan adalah sekitar
2069
kJ, untuk penelitian dengan
menggunakan
bench-scale unit. Proses ini mempunyai kemiripan
dengan
proses yang dikaji
dalam
program
penelitian yang saat ini sedang dilaksanakan.
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page 13
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 10/34
F ·p\l. G
<I
_
----.--
--
..
J
' J
~
J .
-
,
-
. . A
1
I
· \ f\
-
C
1 r.
, .
1
' 1 :'-.-- -
,
I
-
- - .
1
R_ tl;:'
: : '
.
j
1 -
D
: ;
F.
J
I L .. :J
L
Gambar 2,1 Skematik diagram bench-scale unit coal dewatering dengan DME
2, Proses White Coal Technology
Proses
in
i dikembangkan oleh White Energy Co ,
Ltd
oi Sydney Australia,
Dengan proses pengeringan yang relatif sederhana diikuti dengan stabilisasi fisik
dan kimia melalui proses briquetting tanpa perekat (binder ), batubara sub-bituminus
ditingkatkan mutunya menjadi batubara setara bituminous, Menurut White Energy
Co,Ltd, teknologi yang mereka kembangkan mempunyai kelebihan dalam
pengoperasian dan biaya, serta bisa mengolah secara komersial batubara mutu
rendah dengan kandungan air yang tinggi dalam jumlah yang besar . Masih menurut
pemilik teknologi , proses ini menyediakan batubara yang lebih bers ih dan lebih
efisien untuk dibakar di pembangkit listrik maupun diterapkan
di
industri yang lain ,
Upgrading Batubara Menjadi xportable Coal
Page 14
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 11/34
\ -
)
p
i l l io
ns
of
Years
15
75
·
0 200
2
5
Gambar 2,2, Ilustrasi Proses White Coal Technology
Proses up-grading batubara yang dikembangkan oleh White Energy Co. Ini
disebut dengan
BCB coal upgrading process ,
pada dasarnya terdiri dari 5 tahapan
proses mekanikal:
1, Preparasi batubara: batubara hasil tambang, disimpan dalam buffer strorage,
untuk kemudian dihancurkan dalam primary dan secondary crusher
2, Produksi gas panas untuk pengeringan batubara : gas panas dihasilkan dari
tungku pembakaran debu batubara kering di mesin briket dicampur dengan
batubara kering di surge bin sikl
on
batubara, Gas panas dari tungku dialirkan
langsung ke kolom pengering,
3,
Mesin pengering batubara: batubara diangkut dengan sistim pengangkut
pneumatic untuk diinjeksikan ke dan dikeringkan dalam kolom flash dryer
,
dimana terjadi kontak lang sung antara batubara dan gas panas dari tungku,
4, Pembriketan batubara kering hasi l proses up-grading: proses pembriketan ini
mencakup: pengangkutan batubara kering yang keluar dari buffer bin,
memasukannya ke mesin briket, kemudian pembuatan briket, pendinginan
briket batubara dan meletakkannya dalam stock pile, Batubara kering
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 15
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 12/34
diangkut dari buffer storage bin di bagian unit pengeringan dan
mengumpankannya ke mesin briket double roll secara kontinyu.
5. Tangki penyimpan dan pengangkut briket: briket yang sudah dingin dibawa ke
stock pile. Briket batubara akan mengalami stabilisasi selama berada di stock
pile , mencapai kondisi kandungan air equilibrium, naik sedikit diatas produk
asalnya.
. .
- : = 2 ~ f . ~ 4 : ~ b ~
; d
Gambar 2.3. White Coal Technology Block Diagram
Batubara pada briket terikat secara alami :anpa memerlukan perekat (binder).
Batubara yang sudah ditingkatkan mutunya ini dapat dibakal- dalam bo iler pad a
pembangkit listrik secara bergantian dengan batubara berkualitas tinggi, tanpa
memerlukan perubahan teknis dan enjinering. Hal ini menguntungkan karena
pembangkit listrik dapat mengambil keuntungan dari perbedaan harga bahan bakar
yang digunakan dalam jumlah yang cukup signifikan.
3. Proses Hydrothermal upgrading
Proses pengolahan ini dikembangkan oleh Departement
o
Chemical
Engineering-Kyoto University, Jepang yang terdiri dari 3 cara/metoda pengolahan,
yaitu : 1 .cara konvensional dengan menambahkan extra air sebelum batubara
_v xs
Upgrading Batubara Menjadi
xportable Coal
Page 6
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 13/34
diolah; 2).cara atau metoda as-received atau pengolahan tanpa extra air, dan yang
terakhir adalah
3
.metoda separasi , yang memisahkan air dan batubara secara
fisika.
Upgrading dengan teknik separasi menghasilkan proses pengeringan yang
lebih efektif pada temperatur 350°C, dimana kandungan air dalam batubara dapat
diturunkan dari 59% hingga tinggal 6%, menghasilkan batubara dengan nilai kalar
yang tinggi. Akan tetapi pengolahan pada suhu diatas 300°C menyebabkan bahan
mudah terbang (volatile matter) ikut menguap; ini berdampak pada sifat atau
karakteristik batubara produk berbeda dengan batubara asalnya. Dampak lainnya
adalah sifat mudah terbakar batubara asalnya akan berkurang secara signifikan.
Proses upgrading ini sekarang masih pada tahap penelitian skala laboratorium
dengan menggunakan autoclave.
4.
Hot
VVater
Drying
EERC (Energy
&
Environmental Research Center) , University
o
North Dakota
di Grand Forks, North Dakota , USA telah mengembangkan proses peningkatan
mutu batubara muda yang disebut dengan hot-water-drying process yang pada
prinsipnya merupakan proses pressure-cooking batubara dengan medium air.
Batubara dipisahkan dengan airnya pada kondisi yang mirip dengan proses pada
saat batubara sedangn mengalami natural metamorphism, akan tetapi
metamorphism nya dicapai pada kondisi tekanan yang tinggi. Pada kondisi tekanan
dan temperatur tinggi yang sesuai, lignite tidak hanya akan keh ilangan airnya yang
terikat secara kimia, tetapi juga berada dalam keadaan dimana tidak akan
mengabsorpsi kembali airnya apabila batubara tersebut ditahan dalam air pada
tekanan tinggi. Hal ini akan berdampak pada perubahan dalam batubara muda ,
dimana tar yang terbentuk akan menutupi pori-pori nya. Secara singkat dapat
dikatakan bahwa batubara tersebut mengalami proses coalification dalam waktu
yang sangat pendek hanya dalam menit tidak dalam jutaan tahun sebagaimana
proses yang susungguhnya, sehingga secara perman
en terjadi pengurangan jumlah
kandungan
air.
Dengan kata lain , batubara muda diubah dari hydrophilic menjadi
hydrophobic membuatnya mirip seperti batubara subbiturninous. Proses Hot-water
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 17
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 14/34
drying juga memberikan keuntungan lain yaitu memisahkan kandungan sodium dari
batubara selama proses pengeringan berlangsung. Membuang sodium sangat
penting karena dapat menurunkan risiko terjadinya fouling dan slagging di boiler.
Menurut EERC proses hot-water-drying new, nonevaporative drying
technique) yang mereka kembangkan tersebut merupakan suatu metoda
pengeringan batubara yang ekonomis. Studi kelayakan teknis dari proses ini telah
selesai dllaksanakan
dengan
menggunakan pilot plant kapasitas 7,5 ton/hari. Pabrik
kapasitas komersial untuk demonstrasi teknologi tersebut saat ini sudah berada
pada tahap perencanaan.
5
Steam Tube Orying STO)
Proses pengeringan batubara muda ini dikembangkan oleh Tsukishima Kikai
Co , Ltd, Jepang yang pada prinsipnya memanfaatkan uap turbin pada pembangkit
listrik untuk mengeringkan batubara, dengan demikian dapat meningkatkan efisiensi,
mengurangi konsumsi batubara dan emisi C02 Saat ini Tsukishimakikai CO.telah
memasok lebih dari 500 unit STO
untuk
berbagai aplikasi. Maksimum kapasitas STO
yang pernah diproduksi adalah 500 ton/jam untuk pengeringan cooking coal dengan
hanya menggunakan 1 dryer saja berukuran 4 ,2 m
x
35,5 m yang dioperasikan
selama
1
tahun tanpa kendala. Proses STO pada dasarnya merupakan proses
Indirect heating drying, sehingga volume gas buangnya dapat diperkecil. Mekanisme
prosesnya seperti pada Kiln mechanism Iihat
gambar
..... ) dimana batubara
dimasukkan kedalam shell sedangkan uap panas masuk kedalam tube. STO pre
drying dapat diterapkan pada pembangkit listrik yang sudah ada, yang akan
dibangun maupun sistim gasifikasi untuk IGCC dan SNG
Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal Page 8
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 15/34
Individual Phenomenon
1 Rotation and raising movement
2 Change
o
direction and mixing
10
3 Avalanche phenomenon
P
4. Throwing movement
5. Lifting
Steam
l
6. Collapse of snow eave
7 Free fall
8 Slipping movement
igh drying performance y dynamic kiln action
Gambar 2.4 Mekanisme Gerakan KILN pada Steam Tube Drying STD)
Proses-proses tersebut diatas hanya sebagian kecil dari begitu banyak
teknologi peningkatan mutu batubara muda yang dikembangkan di dunia, baik yang
sudah komersial maupun masih dalam tahapan pengembangan di Laboratorium,
dengan berbagai skala.
Di Indonesia, ada beberapa teknologi upgrading batubara yang
dikembangkan, antara lain proses UBC yang dikembangkan oleh Jepang, teknologi
ECT atau Coldry process dari Australia dan CUB Coal Upgrading Briquette) dari
USA, keseluruhannya masih dalam tahap pengembangan dan feasibility study .
Untuk gambaran awal tentang status pengembangan teknologi upgrading
batubara, penulis menyajikan ringkasan statusnya pada tabel 2.1 berikut.
Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal Page 19
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 16/34
BAS
TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan suatu proses
peningkatan mutu batubara muda menjadi
exportable coal
atau batubara layak
ekspor/jual yang prosesnya secara teknis
reliable
sederhana beisih dan
kompetitif secara ekonomi dengan memanfaatkan industri atau runah tangga
sebagai pelarut proses yang dapat didaun ulang
(recycle)
sekaligus sebagai bahan
coating
Adapun manfaat dari pelaksaaan program penelitian upgrading batubara
muda ini secara ringkas dapat diuraikan sebagai berikut:
1.
Batubara muda Indonesia umumnya mempunyai kandungan sulfur dan abu
yana rendah , karena itu proses coal dewatering ini sangat cocok untuk
meningkatkan kualitas batubara muda Indonesia (CV - 4000 kcal/kg) menjadi
clean
nd
marketable coal,
dengan nilai kalor sekitar 6500 kkal/kg.
2.
Dengan teknologi
coating,
produk batubara yang telah dinaikan nilai kalornya
tersebut dapat menjadi produk yang stabil dan aman dalam penyimpanan
(tidak mudah terbakar sendiri) , sehingga murah didalam penanganan dan
pengangkutannya .
3.
Memberikan alternatif solusi/jalan keluar bagi persoalan yang sedang
dihadapi oleh sebagian besar industri tambang batubara
di
Indonesia
terutama yang mempunyai konsesi tambang batubara muda.
4. Menghasilkan bahan baku batubara bagi unit-unit pembangkit listrik dengan
kualitas yang setara dengan bituminous/sub-bituminous , dicirikan dengan nilai
kalor tinggi , akan tetapi masih mempunyai
comparative advantage
lain , yaitu
mempunyai kandungan sulfur dan abu yang rendah sehingga efek polusinya
juga relatif lebih rendah.
5. Meningkatkan nilai tambah batubara muda yang
non-exportable/non
tradeable,
yang cadangannya melimpah dan tersebar
di
berbagai lokasi
tambang di Indonesia, menjadi produk jadi yang dapat dipasarkan dengan
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page 20
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 17/34
harga yang kompetitif sekaligus menghasilkan komoditi penghasil devisa bagi
negara.
6.
Menyediakan lapangan kerja dengan adanya pembangunan pabrik skala
komersial sehingga dapat memberikan kontribusi yang signifikan bagi
pertumbuhan ekonomi daerah , tempat dimana industri didirikan .
7. Meningkatkan pendapatan daerah/negara melalui pajak, membantu
memperbaiki iklim investasi
di
Indonesia, dan memberikan dampak ekonomi
yang cukup besar bagi daerah multiplier effects).
8.
Dari segi kesiapan teknologi dan keterbatasan kemampuall finansial ,
teknologi peningkatan mutu batubara muda melalui proses
dewatering ini
tidak serumit dan se-kompleks teknologi pencairan batubara muda maupun
pembangkit listrik mulut tambang , sehingga penerapannya pada skala
komersial diperkirakan akan lebih cepat. Apalagi dengan keterbatas
kemampuan financial Indonesia, penerapan teknologi tersebut di Indonesia
akan jauh lebih memungkinkan dan lebih cepat karena biaya investasinya
tidak besar. Yang jelas , teknologi ini sangat diperlukan karena sesuai dengan
kebutuhan Indonesia saat ini.
9. Disamping itu diperkirakan pangsa pasar produknya akan besar, baik pasar
domestik maupun internasional karena estimasi awal terhadap biaya
produksinya ternyata cukup menjanjikan.
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable
Coal Page 21
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 18/34
BAS IV
METODOLOGi
4 1 Tinjauan Singkat
Pada garis besarnya metodologi yang diterapkan pada penelitian
in
i dibagi
menjadi tiga tahapan utama, yaitu :
1. Test dengan Autoclave : Pengujian dengan autoclave dimaksudkan untuk
mengetahui kondisi optimum proses dan mengumpulkan data awal yang
diperlukan guna membuat desain enjinering dari fasilitas
co l up grading.
Test
dengan autoclave juga dimaksudkan untuk mendapatkan bahan pelarut
(sol vent) yang terbaik, mudah diperoleh dan harganya juga lebih mumh .
2. Test terhadap kualitas produk proses upgrading batubara, dan limbah yang
dihasil k
an
. Batubara hasil proses ini akan diuji karakteristiknya (proximate
dan ultimate , termasuk nilai kalor dan
briquettability-nya .
Limbah
ca
ir (water
recovery) yang dihasilkan akan di uji apakah ada zat-zat berbahaya yang
terkandung didalamnya, misalnya COD dan BOD.
3.
Test terhadap
solvent recovery
,
antara lain meiiputi:
1).
Jumlah solvent yang
dapat dipisahkan untuk diumpankan kembali atau resirkulasi
(recycle)
serta
karateristiknya , dan 2
).
Pengujian terhadap pemanfaatan recycle solvent pada
proses upgrading batubara dengan menggunakan autoclave.
4.2 Pengujian dengan Autoclave
Tahap pertama yaitu karakterisasi bahan, yang meliputi analisa kimia dan
fisika dari batubara dan solventlpelarut. Jenis analisa yang diterapkan me/iputi
analisa ultimat dan proksimat.
Tahap kedua adalah pengujian proses peningkatan mutu batubara dengan
memakai autoclave berkapasitas 5 L, yang dilengkapi dengan pengaduk, pemanas
dan alat kontrol, dan dhubungkan dengan condensor. Sebelum pelaksanaan
pnelitian dilakukan
uj
i performasi pe ralatan terlebih dahulu untuk mengetahui unjuk
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page 22
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 19/34
kerjanya agar diperoleh teknik pengoperasian yang baik dan benar untuk
mendapatkan kondisi operasi yang diinginkan.
Batubara dengan ukuran partikel
<
3
mm
dan pelarut
solvent)
minyak
jelantah atau CPO parit dimasukkan ke dalam autoclave dengan rasio berat
pelarutJbatubara= 1,50. Dengan cara mengaduk dan memanaskan pad a temperatur
170-190°C dan tekanan
±.3,5
kg/cm
2
G dengan memakai pemanas listrik, kandungan
airnya kemudian keluar dari partikel batubara ter-evaporasi). Uap air dari batubara
dan sebagian minyak yang terbawa kemudian didinginkan dalam kondensor, lalu
dipisahkan minyaknya dan ditampung dalam
receiver.
Batubara hasil upgrading
dalam bentuk cake dimasukan kedalam centrifuge untuk dipisahkan
produl<.
batubara
dari pelarutnya, Seluruh pelarut hasil recovery diumpankan kembali ke proses
upgrading untuk diuji sebagai pelarut resikel/daur ulang,
Semua pengetahuan dan informasi dasar tentang karakteristik dari proses
coal upgrading,
serta fluiditas dari bahan baku dan
slurry
setelah proses
upgrading
dapat diperoleh dari test autoclave
ini.
4 3 Pengujian terhadap kualitas produk dan limbah proses upgrading
batubara
Pengujian terhadap kualitas produk hasil proses upgrading batubara
dilakukan dengan menggunakan standar
ASTIVl proximate dan ultimate,
termasuk
nilai
kalor
dan
HG
I .
Dari pengujian tersebut dapat diketahui apakah batubara yang
dihasilkan dapat langsung diumpankan pada pembangkit listrik. Untuk tujuan ekspor,
batubara yang sudah diproses harus dibriket guna mem,udahkan dalam transportasi
Ipengangkutannya, karena itu harus diuji juga bagaimana dengan
briquettability-nya .
Guna memastikan bahwa proses ini tidak menghasilkan limbah berbahaya, maka
limbah cair
water recovery)
yang dihasilkan akan diuji apakah ada kandungan COD
dan BOD nya.
4 4 Pengujian terhadap solvent recovery
Upgrading Batubara Menjadi Exporlable Coal Page 23
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 20/34
Campuran batubara dan solvent (pelarut) dimasukkan kedalam separator
sentrifugal untuk memisahkan batubara dan pelarut yang digunakan. Operasi
dilakukan pada temperatur dan tekanan atmosfer. Sisa pelarut yang masih ada
dalam batubara cake dipisahkan dengan menggunakan vaccum dryer pada
temperatu r 120°C.
Pelarut hasil recovery (pemisahan akhir) masih mengandung sedikit batubara
(inert)
dengan ukuran partikel yang sangat hal u
s.
Untuk mengetahui banyaknya
batubara yang terbawa pe larut, digunakan 2 cara :
1. Memisahkan batubara tersebut dengan menggunakan aceton, lalu disaring .
2.
Membakar campuran batuba ra dan solvent, abu yang dihasilkan adalah abu
batubara. Dengan mengetahui jumlah abu da l
am
solvent, maka akan dapat
dihitung juml
ah
batubara dalam solvent.
Pe larut hasil proses upgrading batubara dianalisa , kemudian diumpankan
kembali kedalam autoclave untuk menguji sejauh mana pe larut tersebut dapat
dimanfaatkan ulang pada proses upgrading batubara sebagai recycle solvent.
Setelah semua percobaan dan analisa selesai di lakukan, kemudian dihitung
material balance
dari proses up-grading batubara tersebut.
4 5 Preparasi Umpan
4 5 1 Batubara
Batubara yang digunakan dalam pene tian , ini adalah batubara dari
Kalimantan Timur (Berau Lati) yang diperoleh dari
T
Berau Coal , dan E-coal dari
T
Arutmin , Kalimantan Selatan. Sebelum diumpankan ke dalam autoclave,
batubara terlebih dahulu digerus dengan ukuran diameter partikel ±-2 .36 mm.
Sedangkan umpan batubara untuk kebutuhan analisa proksimat, ultimat dan nilai
kalor digerus hingga lolos 60 mesh . Tabel 4.1 menampilkan karakteristik batubara
muda Berau Lati dan E-Coal yang digunakan dalam penelitian ini .
.
Upgrading Batubara Menjad i Exportable Coal
Page 24
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 21/34
Tabel 4-1, Hasll Analisa Kimia Batubara Berau dan E-coal
Proksimat Analysis
E coal Berau
Moisture (ar)
Moisture (adb)
Ash
,
(adb)
I
I
I
30,47
24,61
2,67
16,4
13,61
3,47
Volatile matter , (adb)
Fixed carbon (ad b)
40,99
31,73
I
I
41,94
40,98
Nilai Kalor, kkal/kg
4271 5398
Ultimat Analysis E coal Berau
CARBON
,
daf 70,19 74,51
HYDROGEN , daf 5,15
5,39
NITROGEr\l , daf 2,29 0,71
SULFUR , daf
OXYGEN (bydiff.)
I
I
0,45
21,91
1,29
18,10, .
*)
Okslgen dlhltung sebagal sellslh (by difference)
4.5.2 Pelarut
Solvent)
Ada beberapa pelarut yang bisa digunakan dalam proses up-grading
batubara dengan teknik
dewatering
dan
coating,
antara lain minyak tanah
(Kerosene), CPO parit, minyak jelantah, dan minyak goreng curah. Dalam penelitian
kali ini digunakan minyak jelantah dan CPO parit.
Minyak Jelantah yang digunakan dikumpulkan dari beberapa restoran dan
pedangan kaki lima, sedangkan CPO parit diperoleh dari limbah cair industri kelapa
sawit. Selain berperan sebagai pelarut
solvent),
rninyak jelantah dan CPO parit juga
berperan sebagai coating agent untuk mencegah terjadinya re-absorsi uap air yang
ada di udara terserap kembali
ke
dalam pori-pori batubara.
Gambar
4.1
menunjukkan aliran dari percobaan dengan menggunakan
autoclave-5 liter, yang dilengkapi dengan keran pengontrol tekanan, kondensor dan
bak penampung kondensat atau receiver. Batubara dengan ukuran partikel (-4.75
mm +2,36 mm) digunakan sebagai sampel. Minyak tanah dan LSWR digunakan
sebagai pelarut
coating.
Proses
slurry dewatering
dilakukan pad a kondisi tekanan
3,5 kg/cm
2
G dengan variasi rasio
O C
(1,5; 1,75; 1,9; 2 beratlberat) dan konsentrasi
minyak berat (LSWR) (0,5; 1; 1,5; 2 berat dalam minyak).
Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal
Page 25
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 22/34
Sebelum operasi, autoclave dibilas dengan nitrogen (3X). Kemudian batubara
dengan ukuran partikel 3 mm dan pelarut solvent) minyak jelantah dimasukkan ke
dalam autoclave, dipanaskan dengan memakai pemanas listrik pada 250°C dengan
kecepatan pengadukan 150 rpm, katup pengatur tekanan pressure control valve)
dioperasikan dengan hati-hat! untuk mempertahankan tekanan operasi 3,5 kg/cm
2
G.
Operasi dihentikan jika produk air yang keluar dari kondensor lebih dari 90%
dan atau temperatur dalam autoclave mencapai 190°C. Selanjutnya autoclave
didinginkan sampai temperatur ruang dan produk slurry diambil dari autoclave.
Produk air dari kondensor dianalisis untuk mengetahui kadar COD (chemical oxygen
demand) , BOD (biochemical oxygen demand) , TDS (total dissolved solid), TSS (total
suspended solid) dan pH (derajat keasaman).
Untuk memisahkan minyak dan batubara dari slurry digunakan separator
centrifuge. Dari pemisahan tersebut dihasilkan minyak jelantah re overy dan
ba tubara dalam bentuk cake. Centrifuge dioperasikan pada kecepatan 1500 rpm
dengan kapasitas 200 gr
cake
batubara. Produk batubara
up-graded
dikumpulkan
untuk selanjutnya dikeringkan dan dianalisis untuk mengetahui karakteristiknya
seperti proksimat, ultimat dan nilai kalor.
Cake
< . . . . (200 9
N2-- - >< ' - - - ,
l Minyak
mpan:
BB < 3 mm
Pemisahan BB/Minyak
M.
Tanah + LSWR
, Produl: Upgrading:
Kondisi Operasl :
Pengeringan vakum
Tekanan
N2
: 350 kPa
Analisis poksimat, ultlmat, kalor, dll
Suhu Pemanas :
250
deg.C
Kualitas Llmbah
Cair
:
Kec. Pengaduk : 150 rpm
BOD, COD,
pH,
dll
Air
1---- 1 Minyak
5L
AUTOCLAVE
Receiver
Gambar4.1. Skema metode pengujian peningkatan kualitas batubara
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 26
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 23/34
4.6 Pengujian dengan fasilitas semi kontinyu belum ada
i
Indonesia)
Untuk tujuan komersialisasi, hasil dari penelitian ini skala laboratorium) harus
dilanjutkan k skala semi kontinyu prototype) dan/atau kontinyu pilot plant) guna
mendapatkan data-data proses dan enjinering yang diperlukan dalam membuat
desain detail pabriknya. Gambar 4.2 menampilkan
block diagram dari fasilitas semi
kontinyu yang bakal diperlukan. Fasllitas tersebut terdiri dari 3 bagian proses utama
yaitu proses
slurry dewatering,
proses pemisahan minyak dan air, dan proses
pengumpulan kembali minyak/solvent yang digunakan (recovery). Fasilitas semi
kontinyu yang disarankan berupa 1 unit
up-grading
batubara dengan total
output
atau luaran produk rata-rata 100
kg
per satu
batch
pengujian. Pengujian dilakukan
sebanyak 4 kali untuk setiap batubara yang diuji.
Secara ringkas konsep/cara operasi fasilitas semi kontinyu dimaksud adalah
sbb Batubara yang telah disiapkan sebagai
slurry
dalam tangki berpengaduk pada
temperatur ruang , dipompakan kedalam kolom pemanas awal untuk dipanaskan
s
bel
um
d
im
asukkan kedalam
evaporator
yang dioperasikan pad a temperatur 140°C
dan tekanan 350 kPa. Media pemanas yang digunakan adalah uap air yang
dimasukkan dibagian
shell
dari pemanas. Uap air dan sebagian fraksi minyak
ringannya dikumpulkan didalam receiver melalui keran pengontrol tekanan dan
kondensor. Selama pemanasan awal dan dewatering, temperatur dan jumlah uap
yang digunakan diukur untuk mengetahui karakteristik pemindahan panasnya
menghitung balance panasnya). Setelah selesai, slurry yang telah dipisahkan airnya
tersebut didinginkan menjadi
cake)
lalu dikeluarkan dan dimasukkan kedalam
vessel pada temperatur ambient.
Selanjutnya
cake
tersebut dimasukkan kedalam basket alat pemisah
sentrifugal berdiameter 658 mm dan tinggi 295 mm untuk memisahkan batubara
dengan minyaknya. Sebagai tahap akhir,
cake
yang telah dipisahkan minyaknya
dikeringkan dalam pengering unggun terfluidisasi berdiameter 565 mm dan tinggi
920mm dengan menggunakan gas panas pada temperatur 180°C.
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal
Page 27
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 24/34
140
C 35
0Kpa 130
C, 100Kpa
150
C,
100Kpa
Bbr
Pro
duk
.
Pembuatan
Pemisahan
Pemisahan
il
slurry
air
dari
batubara dan
Recovery
batubara
minyak
.
1
--
sphalt
Air
Buangan
--+
r
Min
y
ak reslk
el
Gambar 4.2. Diagram Proses Peningkatan Mutu Batubara Muda
Aplikasi teknologi proses
coal dewc tering
harus mempertimbangkan
beberapa kriteria penting yaitu disamping layak secara tekno-ekonomi , juga harus
bersih/tidak mencemari lingkungan. Ini berarti bahwa prosesnya harus berlangsung
pada kondisi dimana proses-proses pelepasan senyawa organik atau proses pirolisa
dapat dicegah karena dapat menghasilkan limbah cair yang berbahaya dan emisi
gas yang juga berbahaya bagi lingkungan . Jadi kondisi temperatur/ tekanan
operasinya harus diupayakan rendah. Operasi pada temperatur dan tekanan rendah
juga akan menurunkan biaya operasi dalam jumlah yang sangat berarti.
Oleh karena yang dipisahkan hanya sebagian besar kandungan airnya saja ,
sifat produk batubara yang dihasilkan diharapkan tidak banyak mengalami
perubahan kecuali peningkatan nilai kalor sampai sekitar 6500 kkal/kg) dan
penurunan kadar air serta lebih stabil dalam penyimpanan. Pada prinsipnya proses
pengeluaran air dan stabilisasi produk
coating)
berlangsung secara bersamaan
didalam pelarut minyak kerosene) sehingga minyak berat aspal) dapat terabsorbsi
ke dalam permukaan internal pori-pori batubara pada waktu yang bersamaan
dengan saat pelepasan air. Penyerapan minyak
ke dalam struktur pori-pori batubara
tersebut menyebabkan produk batubara yang dihasilkan tidak saja terbebas dari
sifat mudah terbakar
spontaneous combustion free)
tetapi juga tidak mudah
menyerap air
re-wetting free).
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 28
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 25/34
BABV
HASIL DAN PEMBAHASAN
5 1 Uji Proses Upgrading Batubara dengan Teknik Dewatering dan oating
Pengujian dilakukan dengan menggunakan pelarut minyak goreng bekas
Uelantah) , CPO parit dan pelarut resikel, masing-masing dilakukan 3-5 kali
running/test untuk setiap jenis batubara dan setiap jenis pelarut. Batubara yang
diuji berasal dari Berau, Kalimantan Timur dan Arutmin (eco-coal) dari
Kalimantan Selatan.
Gambar 5 1 menunjukkan tipikal rekaman operasi pengujian dengan
autoclave 5 liter, dimana pemanasan awal selama satu jam dilakukan untuk
mencapai kondisi
saturated
pada tekanan konstan 3,5 kg/cm
G sampai
temperatur 150°C (sesuai data dari steam tab/e). Sedangkan gam bar 5.2 sid 5.5
menampllkan foto-foto dari produk up-grading batubara dan sampel yang
digunakan serta persiapan peralatan autoclave 5 L dan kondensor yang akan
digunakan sebelum tes dilakukan.
Pad a kondisi evaporasi diperoleh total pengambilan air dewatering) sekitar
20 persen selama 90 menit, sehingga proses dewatering perlu dilanjutkan hingga
162°C pada kondisi
superheating.
Temperatur maksimum proses dewatering
pada kondisi superheating
~ 1 9 0 ° C )
ditetapkan untuk menghindari batubara
mengalami proses dekomposisi secara termal. Pada akhir kondisi sup rh ting,
diperoleh total pengambilan air
dewatering)
sekitar 92 . Keseluruhan waktu
operasi dicapai selama 160-200 menit. Dalam pengujian ini unit katup pengatur
tekanan menjadi suatu hal yang sangat penting untuk mempertahankan
kestabilan proses (tekanan).
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page
29
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 26/34
I
:
200 0
,--I
i i j i r j I I I , , I I
200
I I I I I I I I I I I
: : : : : : :
180,0
---r---T-- -T--- ---,----r---r--
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
180
I I I 1 I I
I I I
I
U
160,0
~ ~ ~ ~ ~ ~
160
E
I I I I I I
r
I I I I I I
6
I I I I I I I I I I I I I I , I I
ll
140,0
140
~ T ~ ~ ~ r r T ~ 1 ~ r r r T ~ ~ ~
I I I I I I 1 I I I I I I I I I I I
.9
I I I I I I I I I I I I I I I I I I
-
120 0
r ~ ~ 1
~ ~ r ~ ~ ~ ~ ~ ~ r ~ ~
120 ~
I I I I I I I I I I I I I I I I I
J
iii
100 ,0
- - - ~ - - - - - - - - - ~ - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - - ~ - - ~ - - - ~ - - - ~
100
I I I I I I I I , I ,
, I I I 1 I I I I I 1 I
ll
0
80 0
~ r ~ .
~ ~ ~ ~ ~ .
~ ~ ~ 80
I I I I I I I I I I I I 1 J I I I
E
l L
___
___ l
___
_ ~ ~ ~ ~ l l ~ ~
60
ll
60 0
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
I
I I I I I I f I I I I I I I I I I
40 ,0
-- ~ ~ ~ ~ ~ ~ --- ~ ~ ~ ~ . ~ ~ ~ ~
J
40
I I I I I I I I I I I I I I I I
___ L__ ___ l___ J___
J
___ ___L___ _
_ ___ ___ j
___
j ___ _ ___
L
__
L__
___
l
___J___ j ___
20 ,0
20
I I 1 1 I I I I I I I I I I I I I I
I I , , I I I I I I I I I I I I I I
0,0
°
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~
time min.)
Temp.Slurry
Total Water
Gambar
5.1. Rekaman operasi pengujian dengan autoclave 5 liter
Gambar 5.2. Produk
slurry cake
air dan minyak jelantah hasil
recovery
proses
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page 30
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 27/34
Gambar 5.3. Foto sampel bahan baku dan produk
Gambar 5.4. Foto produk briket batubara setelah proses up grading
Gambar 5.5. Kegiatan persiapan reaktor/Autociave 5 iter sebelum tes
Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal Page 3
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 28/34
5 2 Produk Upgrading Batubara
Hasil penelitian menunjukkan gambaran yang cukup menjanjikan baik untuk
batubara Berau maupun E-coal. Dalam kasus batubara Berau, kandungan air
yang dapat dipisahkan mencapai sekitar 88-98% dari kandungan awalnya, yaitu
dari moisture sekitar 20% menjadi 4,8% as received suatu penurunan kadar air
yang cukup signifikan. Sedangkan untuk E-coal, jumlah kandungan air yang
dapat dikelurakan mencapai sekitar 89-96%. Meskipun hasilnya sedikit
bervariasi, akan tetapi kecenderungannya tetap sama untuk setiap pelarut yang
digunakan, juga pelarut yang di-resikel. Artinya variasi pelarut tidak banyak
berpengaruh terhadap hasil/produk batubara. Jumlah pelarut yang dapat
direcovery dan bisa digunakan kembali untuk proses dewatering (recycle)
mencapai sekitar 93-98% .
Tabel 5.1 berikut menampilkan perbedaan yang nyata antara batubara
asalnya dengan batubara yang sudah diproses up-grading terutama dari
kenaikan besarnya nilai ka lar dan kandungan air. Kenaikan yang besar terjadi
pada batubara E-coal dari Kalimantan Selatan , dari 472 kkal/kg menjadi 7125
kkal/kg, atau naik lebih dari 50%.
Ini
terjadi karena jumlah kandungan air
batubara awal E-coal sangat tinggi, yaitu sekitar 30% dan berhasil diturunkan
menjadi hanya 2,67%, sebuah penurunan yang sangat besar (>50%).
Sedangkan pada batubara Berau, kenaikan nilai kalornya hanya sekitar 88
kkal/kg. Hal ini disebabkan jumlah kandungan air batubara awalnya tidak setinggi
pada E-coal , tetapi hanya 16,4% dan berhasil diturunkan hingga sekitar 4% , atau
tingkat penurunan kandungan airnya sebesar 16%, sementara pada E-coal
penurunannya mencapai lebih dari 50%. Perbedaan tingkat penurunan
kandungan air yang cukup besar ini disebabkan oleh' perbedaan porositas antara
kedua batubara terse but. Batubara E-coal, jauh lebih poros dibandingkan dengan
batubara Berau. Ini diindikasikan dengan tingginya kandungan air batubara
E-
coal. Air dalam batubara dengan porositas yang besar akan lebih mudah lepas
saat dipanaskan dibandingkan dengan batubara yang porositasnya lebih keci .
Perlu dicatat bahwa, meskipun produk upgrading batubara E-coal selintas
nampak lebih baik karena lebih tinggi nilai kalornya dibandingkan dengan
batubara Berau, akan tetapi energi yang diperlukan untuk mengeluarkan
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable Coal
Page
32
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 29/34
kandungan airnya juga jauh lebih besar, sehingga biaya prosesnya juga akan
meningkat cukup besar.
Tabel 5.1. Hasil analisa batubara asal dan batubara hasil upgrading
Analisa
Proksimat
Batubara asal
(Berau)
Batubara hasil
proses upgrading
Kandungan air total (ar)
16,40
Kandungan air (adb) 13,61
4,06
Abu (adb
3,47
3,13
Bahan mudah terbang (adb)
41,94
47,98
Karbon tetap (adb)
40,98
44,83
Nllai Kalor (kkal/kg) 5398
6279
Hasll Anallsa B2TE, Okt 2010
I
Analisa
Proksimat
Batubara asal
(E-coal)
Batubara hasil
proses upgrading
Kandungan air total (ar) 30,47
Kandungan air (adb)
24,61
2,67
Abu (adb)
2,67 1,33
Bahan mudah terbang (adb)
40,99 59,77
Karbon tetap (by diff)
31,73
36,23
Nllai Kalor (kkal/kg) 4721
25
Hasll Analisa B2TE, Okt 2010
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa batubara yang sudah ditingkatkan
kualitasnya tidak mengalami perubahan sifatlkarakteristik dari batubara awalnya,
sebagaimana yang tertera dalam tabel 5.1. Karena itu, teknologi ini sangat cocok
diterapkan pada batubara muda Indonesia yang umurnnya kandungan sulfur dan
abunya rendah.
Dalam penelitian ini juga dilakukan
uji
kestabilan produk, yaitu pada tingkat
berapa produk
upgrading ini
kandungan airnya tidak Dari gambar 5.6 nampak
bahwa kandungan air pada batubara Berau mulai konstan pada level sekitar 6,4
7,5 berat, naik sekitar 2,4 hingga 3,5 dari kandungan awalnya. Penyerapan
kembali uap air dari atmosfer umumnya mulai terhenti atau mengalami kestabilan
pada hari ke-3, sebagaimana nampak pada gambar 5-6 yang menampilkan
rekaman peningkatan kandungan air produk hasil up grading
batubara Berau,
dan gambar 5.7 untuk batubara E-coal. Dalam hal ini terlihat bahwa kandungan
air produk upgrading batubara mengalami kestabilan pada konsentrasi sekitar
6,4 untuk Berau dan 4,5 untuk E-coal.
Upgrading Batubara
Menjadi Exportable Coal
Page
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 30/34
PROFIL K NDUNG N IR B TUB R BER U
7
6
<
5
z
(3
4
z
5
3
2
c . 1
o
.
.,.-
/
I{
o
2 3 4 5 6 7 8 9
10 11
12
13
H RI KE
Gambar 5.6. Peningkatan kandungan air produk upgrading batubara Berau
PROFIL
KANDUNGAN
AIR
E-COAL
6
~
a::
5
• •
it
4
z
o t
~
3
z
::::>
2
z
1
*
0
-
0
2 8 10
4
HARI KE
6
Gambar 5.7. Peningkatan kandungan air produk upgrading batubara E-coal
Karena ukuran umpan batubara yang dikeringkan adalah sekitar 2,36 mm
maka produk
upgrading
batubara juga dalam bentuk partikel kecil dengan ukuran
yang sama, yaitu 2.36 mm. Oleh sebab itu untuk keperluan transportasi perlu di
buat briket agar tidak berdebu sehingga memberikan dampak negatif bagi
lingkungan. Apabila produk upgrading
ini
digunakan/diumpankan langsung pada
pembangkit listrik, maka dengan sendirinya tidak perlu dibuat briket. Dengan
demikian biaya operasi maupun konstruksi plant up-grading batubara skala
komersial dapat dikurangi secara signifikan .
Untuk membuat briket batubara Berau diperlukan binder. Dalam penelitian ini
digunakan tepung tapioka
-
10 berat) dan clay atau batu kapur (4 - 5 berat).
Upgrading Batubara Menjadi
Exportable oal
Page 34
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 31/34
Meskipunpenambahanbinder
ini
akanmeningkatkanjumlahabu batubara,tetapi
karena yang ditambahkan jumlahnya relatif sedikit, maka peningkatan
kandungan abunya juga menjadi tidak signifikan. Oisatu sisi , batu kapur dapat
mengurangi jumlah gas SOx pada saat pembakaran briket batubara, sehingga
berpotensimengurangidampak lingkunganyangditimbulkan (hujanasam) .
5.3. Pengujianterhadaplimbahcairprosesupgr ding
Sam
pel
limbah cair hasil proses upgrading dikirim ke Laboratorium
SARPEOAL
1
Puspiptek, Serpong untukdianalisa kandungan COO dan BOD nya
sertatingkatkeasamannya (Ph), sebagaimanayangditampilkanpadatabel 5.2.
Tabel5.2.HasilAnalisa LimbahCairProsesUpgradingBatubara(Sarpedal,
Puspiptek,Serpong)
NO PARAMETER
SATUAN METODEANALISIS
HASILANALISIS
A
B
1 DissolvedOxygen(DO)
mg/L IK-8/AlLPDL(elektrometri)
4,3
4,5
2 Biological Oxygen
Demand(BOD
5
mg/L JS-K-0102-21-2002
873 1208
3 Chemical Oxygen
Demand(COD)
mg/L StandardMethodNO.52200-2005
1727 2036
Catatan:
SampelA: menggunakanmlnyakgorengbekas(Jelantah)
SampelB:menggunakanCPOParit
Nampak bahwa limbah hasil proses u p g r d i n ~
ini
masih memerlukan
pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke sungai , baik dilihat dari
keasamannyamaupun kandungan BODdanCOD nya yang jauh diatasbaku mutu
yang ditentukan oleh Kementerian Lingkungan Hidup.Meskipundemikian teknologi
pengolahan limbah seperti
ini
sudah banyak digunakan
di
industri dan tidak sulit
dilakukan .Permasalahannyaadalahstandarbakumutu
di
Indonesiajauh lebihketat
dibandingkan
di
negaralain ,misalnya
di
Jepang.
Oi
negaratersebut, ketentuanbaku
mutu
ph
untuklimbah industriadalahantara5<ph<9,sedangkandi Indonesiaantara
UpgradingBatubaraMenjadiExportable Coal Page35
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 32/34
6-9. Oemikian juga dengan BOD, di Jepang baku mutu kandungan BOD limbah
industri adalah < 600 mg/liter,
di
Indonesia 100 mg/liter.
Penelitian upgrading batubara muda skala laboratorium yang dilakukan di
Jepang baru-baru ini oleh Kanda dkk 2010) dengan menggunakan pelarut dimethyl
ether DME) juga menghasilkan limbah cair yang masih perlu diolah sebelum
dibuang ke sungai karena bersifat asam ph= 3,
6)
dengan kandungan BOD yang
tinggi 1930 mg/liter), diatas baku mutu yang disyaratkan di Jepang.
Analisa terhadap limbah cair proses up-grading seharusnya dilakukan juga
terhadap kandungan senyawa-senyawa atau zat-zat lain yang berbahaya seperti
misalnya phenol, senyawa Cu, Zn, Fe, Mn, Cr dll. Akan tetapi katerbatasan
anggaran dan waktu membuat analisa tersebut tidak dilakukan, dengan
pertimbangan penelitian ini baru pada tingkat awal.
Investigasi lebih lanjut perlu dilakukan terhadap pemanfaatan CPO parit
dalam proses
upgrading
batubara muda ini , mengingat limbah cair yang dihasilkan
mempunyai BOD dan COD yang lebih tinggi dari jelantah.
\ v1eskipun perlu pengolahan limbah yang mungkin sedikit lebih mahal, akan
tetapi penggunaan CPO secara ekonomi akan lebih menguntungkan karena harga
CPO parit jauh lebih murah dibandingkan dengan harga minyak curah maupun
jelantah. Disamping itu CPO parit juga lebih mudah diperoleh dalam jumlah yang
besar, sementara untuk jelantah permasalahan utamanya adalah pengumpulannya
yang ternyata tidak mudah. Dalam aplikasi skala komersial nantinya, nampaknya
penggunaan CPO parit sebagai pelarut akan lebih mempunyai harapan untuk
diterapkan.
Upgrading Batubara Menjadi Exportable oal
Page 36
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 33/34
BAS VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa proses up-grading batubara dengan
teknik dewatering dan coating
in
i sangat menjanjikan dan cocok bagi batubara muda
Indonesia karena itu potensinya sangat besar untuk diterapkan di Indonesia. Dengan
demikian penelitiannya perlu dilanjutkan ke tahap berikutnya menggunakan fasilitas
semi-continue dan/atau continue (pilot plant) untuk mendapatkan data-data
enjinering , keandalan/kontinyuitas operasi dan pemeliharaan . Keseluruhan tahapan
tersebut diperlukan untuk penyempurnaan desain proses atau optimalisasi, dan
melakukan detail analisa finansial dan ekonomi. Komersialisasi teknologi ini akan
dapat menyelesaikan sebagian besar masalah pemanfaatan batubara muda
Indonesia.
Sekitar 89-97 air yang terkandung dalam batubara
dapat dipisahkan,
menghasilkan batubara berkualitas tinggi , bersih karena mengandung sulfur dan abu
yang rendah sepert i batubara asalnya dan mempunyai nilai kalor yang tinggi
>
6300
kkal/kg) setara bituminous. Teknologinya sederhana , hanya melibatkan proses
fisika , tanpa proses kimia/konversi , sehingga limbahnya masih dapat diolah dengan
teknologi yang sudah ada.
Secara ringkas dasar pemikiran dan manfaat penerapan teknologi up-grading
batubara muda ini
dapat
diuraikan sebagai berikut:
Batubara muda Indonesia umumnya mempunyai kandungan sulfur dan abu yang
rendah, karena itu proses coal dewatering ini sangat cocok untuk meningkatkan
kualitas batubara
muda
Indonesia
CV
- 4000 kcal/kg) menjadi clean
nd
marketable coal
dengan nilai kalor sekitar 6500 kkal/kg .
Dengan teknologi
coating
produk batubara yang telah dinaikan nilai kalornya
tersebut dapat menjadi prod uk yang stabil dan aman dalam penyimpanan (tidak
mudah terbakar sendiri) , sehingga murah didalam penanganan dan
pengangkutannya.
Upgrading Batubara Menjadi Exportable Coal Page 37
7/23/2019 Fix Dari Hal 18 Sampe 32
http://slidepdf.com/reader/full/fix-dari-hal-18-sampe-32 34/34
6 2 Saran
Dari hasil penelitian ini diperoleh gambaran yang sangat menjanjikan bahwa proses
Up-grading batubara dapat diterapkan di Indonesia karena sangat cocok untuk
batubara muda Indonesia Dengan demikian perlu dilanjutkan studinya ke tahap
berikutnya yaitu pembangunan prototype semi kontinyu dan pilot plant dan detail
feasibility study untuk mengkaji kelayakan ekonominya sehingga nantinya dapat
dibangun unit komersial di Indonesia