Kualitas Batubara, Coal Quality

Batubara merupakan endapan organic yang mutunya sangat ditentukan oleh beberapa factor antara lain tempat terdapatnya cekungan, umur dan banyaknya kontaminasi. Didalam penggunaannya perancangan mesin yang mempergunakan batubara sebagai bahan bakar harus menyesuaikan dengan kualitas batubaranya agar mesin yang dipergunakan tahan lama.



PENGENALAN UMUM KUALITAS BATUBARA

Batubara merupakan bahan baku pembangkit energy dipergunakan untuk industry. Mutu dari batubara akan sangat penting dalam menentukan peralatan yang dipergunakan. Untuk menentukan kualitas batubara, beberapa hal yang harus diperhatikan adalah : High heating value (kcal.kg), Total moisture (%), Inherent moisture (%), Volatile matter (%), Ash content (%), Sulfur content (%), Coal size (%), Hardgrove grindability index (<3mm,>

a. High Heating Value (HHV)

High heating value sangat berpengaruh terhadap pengoperasian alat, seperti : pulverizer, pipa batubara, wind box, burner. Semakin tinggi high heating value maka aliran batubara setiap jamnya semakin rendah sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan.



b. Moisture Content

Kandungan moisture mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya, pada batubara dengan kandungan moisture tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak guna mengeringkan batubara tersebut pada suhu keluar mill tetap.



c. Volatile Matter

Kandungan volatile matter mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas nyala api. Kesempurnaan pembakaran ditentukan oleh :

		Fixed Carbon
Fuel Ratio	=	---------------------
		Volatile Matter

Semakin tinggi fuel ratio maka carbon yang tidak terbakar semakin banyak.

d. Ash Content dan Komposisi

Kandungan abu akan terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konveksi dalam bentuk abu terbang atau abu dasar. Sekitar 20% dalam bentuk abu dasar dan 80% dalam bentuk abu terbang. Semakin tinggi kandungan abu dan tergantung komposisinya mempengaruhi tingkat pengotoran (fouling), keausan dan korosi peralatan yang dilalui.



e. Sulfur Content

Kandungan sulfur berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terjadi pada elemen pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah dari letak embun sulfur, disamping berpengaruh terhadap efektifitas penangkapan abu pada peralatan electrostatic precipator.



f. Coal Size

Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran <3mm,>



g. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Kapasitas mill (pulverizer) dirancang pada Hardgrove grindability index tertentu, maka untuk HGI lebih rendah kapasitasnya lebih rendah dari nilai patoknya untuk menghasilkan fineness yang sama.



h. Ash Fusion Characteristic

Ash Fusion Characteristic akan mempengaruhi tingkat fouling, slagging dan operasi blower.

PARAMETER KUALITAS BATUBARA

Cukup banyak parameter untuk menentukan kualitas batubara antara lain :

1. Total moisture (%) *) **) ***)

2. Inherent moisture (%) *) **) ***)

3. Ash content (%) *) **)

4. Volatile matter (%) *) **)

5. Fixed carbon

6. Calorific value (kcal/kg) *) **)

7. Total sulphur (%) ***)

8. Index hardgrove *) **)

9. Index muai bebas ***)

10. Roga index ***)

11. Gray king ***)

12. Diatometri ***)

13. Nitrogen (%) **)

14. Phosphor *)

15. P2O5 *)

16. Plastometri ***)



Keterangan :

*) Diperlukan datanya untuk PLTU

**) Diperlukan datanya untuk bahan bakar

***) Diperlukan datanya untuk industry kokas metallurgi



Pemanfaatan suatu jenis batubara tertentu perlu diketahui suatu set data kualitas batubara yang diperlukan untuk suatu keperluan tertentu. Data ini diperoleh dari hasil suatu analisis pengujian. Dari sekian banyak parameter kualitas batubara, biasanya hanya beberapa saja yang bermakna dalam melanjutkan suatu kemanfaatan tertentu. Tetapi dengan mempunyai data lengkap parameter kualitas batubara dari suatu cadangan tertentu, akan lebih terlihat seluruh kemungkinan pemanfaatan batubara tersebut yang dapat membantu industry pemakai.



ARTI KUALITAS BATUBARA PADA PEMANFAATANNYA

Pada pemanfaatan batubara perlu diketahui sifat-sifat yang akan ditunjukan oleh batubara tersebut, baik sifat kimiawi, fisik dan mekanis. Sifat-sifat ini akan dapat dilihat atau disimpulkan dari data kualitas batubara hasil analisis dan pengujiannya. Dari sejumlah data kualitas yang ada daripadanya dapat diambil harga rata-ratanya, misalnya kandungan air, abu dan lain yang bersifat kimiawi, tetapi ada pula yang tidak dapat diambil harga rata-ratanya melainkan harus dilihat harga minimum dan maksimum, seperti pada harga hardgrove index dan titik leleh abu.



Beberapa parameter kualitas yang akan sangat mempengaruhi pemanfaatannya terutama sebagai bahan bakar adalah :

a. Kandungan air

Kandungan air ini dapat dibedakan atas kandungan air bebas (free moisture), kandungan air bawaan (inherent moisture) dan kandungan air total (total moisture). Kandungan air ini akan banyak pengaruhnya pada pengangkutan, penanganan, penggerusan maupun pada pembakarannya.



b. Kandungan abu

Selain kualitas yang akan mempengaruhi penanganannya, baik sebagai fly ash maupun bottom ash tetapi juga komposisinya yang akan mempengaruhi pemanfaatannya dan juga titik leleh yang dapat menimbulkan fouling pada pipa-pipa. Dalam hal ini kandungan Na2O dalam abu akan sangat mempengaruhi titik leleh abu. Abu ini dapat dihasilkan dari pengotor bawaan (inherent impurities) maupun pengotor sebagai hasil penambangannya. Komposisi abu seyogyanya diketahui dengan baik untuk kemungkinan pemanfaatannya sebagai bahan bangunan atau keramik dan penanggulangannya terhadap masalah lingkungan yang dapat ditimbulkannya.

c. Zat terbang (Volatile Matter)

Kandungan zat terbang sangat erat kaitannya dengan kelas batubara tersebut, makin tinggi kandungan zat terbang makin rendah kelasnya. Pada pembakaran batubara, maka kandungan zat terbang yang tinggi akan lebih mempercepat pembakaran karbon padatnya dan sebaliknya zat terbang yang rendah lebih mempersukar proses pembakaran. Nisbah kandungan carbon tertambat terhadap kandungan zat terbang disebut fuel ratio.

Fuel Ratio Berbagai Jenis Batubara :

Jenis Batubara	Fuel Ratio
1. Coke	92
2. Antrasit	24
3. Semi antrasit	8.6
4. Bitumen
*) Low volatile	2.8
*) Medium volatile	1.9
*) High volatile	1.3
5. Lignit	0.9

d. Nilai Kalor (Fuel Ratio)

Harga nilai kalor merupakan penjumlahan dari harga-harga panas pembakaran dari unsur-unsur pembentuk batubara. Harga nilai kalor yang dapat dilaporkan adalah harga gross calorific value dan biasanya dengan besar air dried, sedang nilai kalor yang benar-benar dimanfaatkan pada pembakaran batubara adalah net calorific value yang dapat dihitung dengan harga panas latent dan sensible yang dipengaruhi oleh kandungan total dari air dan abu.



e. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Hardgrove Grindability Index merupakan petunjuk mengenai mudah sukarnya batubara untuk digerus. Harga Hardgrove Grindability Index diperoleh dengan rumus :

HGI = 13,6 + 6,93 W

W adalah berat dalam gram dari batubara lembut berukuran 200 mesh. Makin tinggi harga HGI makin lunak batubara tersebut. Suatu PLTU biasanya disiapkan untuk menggunakan kapasitas penggerusan terhadap suatu jenis batubara dengan HGI tertentu.



f. Sifat Caking dan Coking

Kedua sifat tersebut ditunjukan oleh nilai muai bebas (free swelling index) dan harga dilatasi, yang terutama memberikan gambaran sifat fisik pelunakan batubara pada pemanasannya.



Harga-harga yang ditunjukan oleh hasil analisis dan pengujian tersebut diperoleh dari sejumlah sample dengan menggunakan tata cara tertentu dan terkendali. Sedangkan pada kenyataannya pemanfaatannya sangat berbeda. Oleh karenanya perlu dilakukan pemantauan oleh pemakai batubara terhadap hasil pembakaran sebenarnya. Dengan demikian akan diperoleh angka-angka yang dapat dikorelasi terhadap hasil analisis dan pengujian dari sampel batubara.

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D)