Fun for Future

MAKE YOUR DREAMS COME TRUE

Batubara

Posted by van on April 1, 2009

Proses pembentukan batubara

Batubara  merupakan bahan bakar fosil  yang diartikan secara umum sebagai batuan sedimen yang mudah terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan. Sekitar 50%-70% berat volume batubara merupakan karbonan termasuk inherent moisture. Bahan organik utamanya yaitu tumbuhan yang dapat berupa jejak kulit pohon, daun, akar, struktur kayu, spora, polen, damar, dan lain-lain. Selanjutnya bahan organik tersebut mengalami berbagai tingkat pembusukan (dekomposisi) menyebabkan perubahan sifat-sifat fisik dan kimia sebelum dan sesudah tertutup oleh endapan lainnya.

Proses pembentukan batubara terdiri dari dua tahap yaitu

1.      Tahap penggambutan (peatification) adalah tahap dimana sisa-sisa tumbuhan yang terakumulasi tersimpan dalam kondisi reduksi di daerah rawa dengan sistem pengeringan yang buruk dan selalu tergenang air pada kedalaman 0,5 – 10 meter. Material tumbuhan yang busuk ini melepaskan H, N, O, dan C dalam bentuk senyawa CO2, H2O, dan NH3 untuk menjadi humus. Selanjutnya oleh bakteri anaerobik dan fungi diubah menjadi gambut.

2.      Tahap pembatubaraan (coalification) merupakan gabungan proses biologi, kimia, dan fisika yang terjadi karena pengaruh pembebanan dari sedimen yang menutupinya, temperatur, tekanan, dan waktu terhadap komponen organik dari gambut. Pada tahap ini prosentase karbon akan meningkat, sedangkan prosentase hidrogen dan oksigen akan berkurang. Proses ini akan menghasilkan batubara dalam berbagai tingkat kematangan material organiknya mulai dari lignit, sub bituminus, bituminus, semi antrasit, antrasit, hingga meta antrasit.

Jenis-jenis batubara dan penggunaannya

Klasifikasi berdasarkan kualitas batubara yaitu:

a.      Gambut (peat): Golongan ini sebenarnya belum termasuk jenis batubara, tapi merupakan bahan bakar dan merupakan fase awal dari proses pembentukan batubara. Endapan ini masih memperlihatkan sifat asal dari bahan dasarnya (tumbuh-tumbuhan).

b.      Lignit (Batubara Coklat, “Brown Coal”) : Golongan ini sudah memperlihatkan struktur kekar dan gejala pelapisan. Apabila dikeringkan maka gas dan airnya akan keluar. Endapan ini bisa dimanfaatkan secara terbatas untuk kepentingan yang bersifat sederhana, karena panas yang dikeluarkan sangat rendah.

c.       Sub-Bituminous (Bitumen Menengah): Golongan ini memiliki ciri-ciri yaitu warna yang kehitam-hitaman dan sudah mengandung lilin. Ciri lain adalah sisa bagian tumbuh-tumbuhan tinggal sedikit. Endapan ini dapat digunakan untuk pemanfaatan pembakaran yang cukup dengan temperatur rendah, biasanya digunakan untuk bahan bakar boiler low pressure atau boiler tipe fluidized bed boiler.

 

a.       Bituminous : Golongan ini dicirikan dengan sifat-sifat yang padat, hitam, rapuh (brittle) dengan membentuk bongkah-bongkah prismatik. Berlapis dan tidak mengeluarkan gas dan air bila dikeringkan. Endapan ini dapat digunakan antara lain untuk kepentingan transportasi dan jenis industri kecil. Contoh penggunaan pada kereta api kuno dengan bahan bakar batubara, boiler industri baik yang high pressure maupun low pressure. Pada penggunaan di boiler high pressure khususnya jenis pulverized coal boiler biasanya dicampur dengan batubara yang lebih baik.

b.       Antrasite : Golongan ini berwarna hitam, keras, kilap tinggi, dan pecahannya memperlihatkan pecahan chocoidal. Pada proses pembakaran memperlihatkan warna biru dengan derajat pemanasan yang tinggi. Digunakan untuk berbagai macam industry besar yang memerlukan temperatur tinggi.

 

Distribusi batubara

Untuk mendistribusikan batubara dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung jarak yang ditempuh. Untuk jarak dekat umunya distribusi dilakukan dengan menggunakan ban berjalan (conveyor) atau menggunakan truk. Untuk distribusi lebih jauh dilakukan menggunakan kereta api dan kapal tongkang. Untuk distribusi internasional semua manggunakan kapal laut besar dengan muatan berkisar  dari Handymax (40.000-60.000 DWT), Panamax (60.000-80.000 DWT), sampai (80.000 DWT lebih).

 

Pengujian dan analisa batubara

1.      Normal Test merupakan pengujian yang dilakukan pada batubara yang baru datang. Pengujian ini untuk mengetahui nilai-nilai parameter batubara, diantaranya nilai kalor total (CV), kandungan air total batubara (TM), air bawaan batubara (IM), kandungan zat terbang batubara (VM), kandungan abu batubara (Ash), kandungan sulfur total batubara (Sulphur), dan penentuan kandungan karbon (FC).

2.      Quick Test, pengujian ini hanya untuk mengetahui nilai kalor total batubara (CV [%AR])), dan kandungan air total batubara (TM).

Penggolongan analisa lain berdasarkan analisa kimia yaitu:

  1. Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan jumlah air, zat terbang, karbon padat, dan kadar abu.
  2. Analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang

 

Kandungan pada batubara

Heating Value (HV) (calorific value/Nilai kalori) : Banyaknya jumlah kalori yang dihasilkan oleh batubara tiap satuan berat dinyatakan dalam kkal/kg.

Moisture Content (kelembabpan) : Kelembabpan batubara ditentukan oleh jumlah kandungan air yang terdapat dalam batubara. Kandungan air dalam batubara dapat berbentuk air internal (air senyawa/unsur), yaitu air yang terikat secara kimiawi. Jenis air ini sulit dihilangkan tetapi dapat dikurangi dengan cara memperkecil ukuran butir batubara. Jenis air yang kedua adalah air eksternal, yaitu air yang menempel pada permukaan butir batubara. Batubara mempunyai sifat hidrofobik yaitu ketika batubara dikeringkan, maka batubara tersebut sulit menyerap air, sehingga tidak akan menambah jumlah air internal.

Ash content (kandungan abu) : Komposisi batubara bersifat heterogen, terdiri dari unsur organik dan senyawa anorgani, yang merupakan hasil rombakan batuan yang ada di sekitarnya, bercampur selama proses transportasi, sedimentasi dan proses pembatubaraan. Abu hasil dari pembakaran batubara ini, yang dikenal sebagai ash content. Abu ini merupakan kumpulan dari bahan-bahan pembentuk batubara yang tidak dapat terbaka atau yang dioksidasi oleh oksigen. Bahan sisa dalam bentuk padatan ini antara lain senyawa SiO2, Al2O3, TiO3, Mn3O4, CaO, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O, P2O, SO3, dan oksida unsur lain.

Sulfur Content (Kandungan Sulfur) : Belerang yang terdapat dalam batubara dibedakan menjadi 2 yaitu dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Beleranga dalam bentuk anorganik dapat dijumpai dalam bentuk pirit (FeS2), markasit (FeS2), atau dalam bentuk sulfat. Mineral pirit dan makasit sangat umum terbentuk pada kondisi sedimentasi rawa (reduktif). Belerang organik terbentuk selama terjadinya proses coalification. Adanya kandungan sulfur, baik dalam bentuk organik maupun anorganik di atmosfer dipicu oleh keberadaan air hujan, mengakibatkan terbentuk air asam. Air asam ini dapat merusak bangunan, tumbuhan dan biota lainnya.

Hasil pembakaran batubara

Pembakaran batubara menghasilkan limbah yang lebih banyak dibandingkan bahan bakar minyak dan gas. Limbah batubara dapat berupa limbah padat batubara (bottom ash), abu terbang (fly ash) maupun lumpur flue gas desulfurization. Pembakaran batubara akan menghasilkan abu, gas-gas oksida belerang (SOX), oksida nitrogen (NOX), gas hidrokarbon, karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2).

  1. Abu

Abu batubara adalah bagian dari sisa pembakaran batubara pada boiler berbentuk partikel halus amorf dan bersifat Pozzolan, berarti abu tersebut dapat bereaksi dengan kapur pada suhu kamar dengan media air membentuk senyawa yang bersifat mengikat. Dengan adanya sifat pozzolan tersebut abu terbang mempunyai prospek untuk digunakan berbagai keperluan bangunan.

Abu terbentuk dari perubahan bahan mineral (miniral matter) karena proses pembakaran. Pada pembakaran batubara dalam pembangkit tenaga listrik terbentuk dua jenis abu yakni abu terbang (fly ash) dan abu dasar (bottom ash). Komposisi antara abu terbang dan abu dasar tergantung sistem pembakarannya. Dalam tungku pulverized coal sistem basah antara 45-55 %, dan tungku underfeed stoker 30-80 % dari total abu batubara.

  1. Oksida Belerang

Belerang terdapat pada batubara dengan kadar bervariasi, jauh di bawah 1% sampai lebih dari 4%. Unsur ini terdapat dalam batubara dalam 3 bentuk yakni belerang organik, pirit dan sulfat, belerang organik dan belerang pirit merupakan sumber utama emisi oksida belerang. Dalam pembakaran batubara, semua belerang organik dan sebagian belerang pirit menjadi SO2. Oksida belerang ini selanjutnya dapat teroksidasi menjadi SO3. Sedangkan belerang sulfat disamping stabil dan sulit menjadi oksida belerang, kadar relatifnya sangat rendah dibanding belerang bentuk lainnya.

Oksida-oksida belerang yang terbawa gas buang dapat bereaksi dengan lelehan abu yang menempel dinding tungku maupun pipa boiler sehingga menyebabkan korosi. Sebagian SO2 yang diemisikan ke udara dapat teroksidasi menjadi SO3 yang apabila bereaksi dengan uap air menjadi kabut asam sehingga menimbulkan turunnya hujan asam.

  1. Oksida Nitrogen

Nitrogen umumnya terikat dengan material organik dalam batubara dan kadarnya kurang dari 2%. Pada pembakaran, nitrogen akan dirubah menjadi oksida nitrogen dan disebut NOx. Selain nitrogen dari batubara, NOx juga dapat terbentuk dari nitrogen dalam udara pembakaran. Zat nitrogen oksida ini dapat menyebabkan kerusakan paru-paru. Setelah bereaksi di atmosfer, zat ini membentuk partikel-partikel nitrat amat halus yang menembus bagian terdalam paru-paru.

 

  1. Karbon Monoksida

Gas karbon monoksida (CO) terbentuk pada pembakaran tidak sempurna. Gas ini  dihasilkan dari proses oksidasi bahan bakar yang tidak sempurna. Gas ini bersifat tidak berwarna, tidak berbau, tidak menyebabkan iritasi. Reaksi yang tidak sempurna antara karbon dan oksigen adalah sebagai berikut:

C + ½ O2 → CO

Selain menghasilkan energi lebih rendah, gas CO merupakan polutan yang dapat mencemari lingkungan terutama untuk para pekerja di lingkungan tertutup. Untuk pembakaran batubara dalam pembangkit listik yang modern, pembentukan CO biasanya kecil sehingga tidak perlu dikhawatirkan karena jumlah oksigen (udara) yang dipasok biasanya sudah dihitung dan dipasok berlebih.

  1. Asap dan Gas Hidrokarbon

Asap dan gas hidrokarbon terbentuk pada pembakaran yang sangat tidak sempurna. Asap terutama terdiri dari partikel-partikel karbon yang tidak terbakar. Sedangkan gas-gas hidrokarbon adalah senyawa-senyawa karbon dan hidrogen hasil pemecahan bahan organik batubara yang belum mengalami oksida oksigen lebih lanjut. Seperti karbon monoksida, pembentukan asap dan gas-gas hidrokarbon menyebabkan rendahnya efisiensi pembakaran bahkan jauh lebih rendah dari yang diakibatkan oleh pembentukan karbon monoksida.

  1. Karbon Dioksida

Dalam pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara, tujuan utamanya adalah semaksimal mungkin mengkonversikan unsur utama dalam batubara yakni C (karbon) menjadi CO2 sehingga dihasilkan energi yang tinggi. Dikarenakan batubara mengandung kadar karbon paling tinggi dibanding bahan bakar fosil lainnya seperti minyak dan gas, maka pembakaran batubara dianggap merupakan sumber emisi CO2 terbesar.

Teknologi penanganan abu

Sisa pembakaran batubara berupa abu, baik itu fly ash dan bottom ash harus dikelola dengan baik agar tidak mencemari lingkungan sekitar. Teknologi yang saat ini umum digunakan untuk menggelola abu sisa pembakaran yaitu:

1.      Mechanical collection

2.      Sidestream Separator

3.      Baghouse : udara yang mengandung abu dihisap kedalam tas-tas penyimpanan (seperti prinsip kerja vacuum cleaner).

4.      Wet Scrubber : alat ini menyebabkan abu terbang bercampur dengan air dengan laju aliran yang tinggi, lalu air yang telah tercemar abu akan dilirkan menuju tempat pembuangan dan pengolahan air.

5.      Electrostatic Precipitator : metode untuk menangkap abu sebelum udara hasil pembakaran batubara dibuang be cerobang asap. ESP terdiri dari electrode positif dan negative untuk menangkap abu terbang.

Harga batubara

Salah satu badan di Indonesia yang menentukan penetapan harga untuk betubara (Indonesian Coal Index) yaitu PT. Coalindo Energy. Dengan adanya ICI ini, harga batubara Indonesia tidak begitu bergantung pada harga batubara internasional karena Indonesia mampu menjadi negara yang menentukan harga batubara yang diprosuksinya, maka Indonesia memiliki patokan harga pasar domestic dan internasional.

Berikut daftar harga rata-rata bulanan yang dikeluarkan PT. Coalindo pada tanggal 8 Agustus 2008

Harga rata-tara bulanan

 

May

Juni

Juli

Indonesian 6300 Kcal

118.29

126.82

149.77

Indonesian 5800 Kcal

89.37

97.74

113.73

Indonesian 5000 Kcal

69.50

77.07

86.18

Indonesian 4200 Kcal

n.a

n.a

n.a

 

Referensi

http://www.wordcoal.org/

http://majarimagazine.com/

http://id.wikipedia.org/wiki/Batubara_%28disambiguasi%29

PT. Coalindo Energi Website –Indonesian Coal Index (http://www.coalindoenergy.com)

Advertisements

One Response to “Batubara”

  1. Powerful post.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: