Studi Eksperimen Karakteristik Bahan Bakar Batubara Cair ... · cair sebagai bahan bakar yang hampir ... zat tebang, dan karbon padat. ... Porositas batubara dapat menyebabkan terjadinya

Studi Eksperimen Karakteristik Bahan Bakar Batubara Cair Sebagai Pengganti HFO dengan Menggunakan Batubara Peringkat Rendah Melalui Proses

Upgrading

Wahono Eko Putranto1), Dosen Pembimbing I: I Made Ariana, ST., M.Sc., Dr.MarSc1), Dosen Pembimbing II: Ir. Tjoek Suprajitno1)

1) Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia

Abstract

Coal water mixture (CWM) is a fuel mixture containing coal, water and small amounts of additives to form homogeneous and stable viscous suspension during storage, transport, and combustion. With the confinement/trapping of coal in the water, the coal water mixture (CWM) has properties similar to heavy fuel oil (HFO) that can be drained or pumped to transport and combustion. Indonesian low rank coal when used as feedstock, will produce coal water mixture (CWM) with a low concentration of coal, so that the calorific value is low anyway. To overcome this low rank coal will need to go through the process of upgrading first. This study discusses the characteristics of the samples of coal water mixture fuel (CWM) of raw materials in low rank coal upgrading. Keyword: Coal water mixture (CWM); upgrading; heavy fuel oil (HFO); characteristics. 1. Pendahuluan

Batubara sebagai salah satu sumber energi, tersedia dalam jumlah yang cukup besar, yang sampai saat ini pemanfaatannya di Indonesia masih terbatas pada pembakaran langsung di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik, industri, dan lainnya. Pemanfaatan batubara tidak terlepas dari beberapa permasalahan, terutama lingkungan hidup, namun kelemahan dalam pemanfaatan ini telah dapat dijawab dengan teknologi batubara bersih (clean coal) yang terus disempurnakan dan dikembangkan. Sebagai alternatif minyak dan gas bumi untuk bahan bakar dan bahan baku industri dan transportasi, secara garis besar batubara dapat diubah menjadi gas, liquor, minyak ringan, tar dan kokas. Bahan-bahan tersebut dihasilkan melalui proses-proses karbonisasi, pirolisa, pencairan, gasifikasi dan pencampuran dengan liquid. Saat ini telah dikembangkan teknologi proses batubara cair sebagai bahan bakar yang hampir setara dengan output minyak bumi, salah satunya adalah coal water mixture (CWM). Coal water mixture (CWM) adalah bahan bakar campuran antara batubara dan air yang dengan bantuan zat aditif membentuk suspensi kental homogen dan stabil selama penyimpanan, pengangkutan dan pembakaran. Keuntungan penggunaan batubara dalam bentuk coal water mixture (CWM) antara lain:

Sifat alirnya yang tergolong bersifat cairan (liquid), sama dengan sifat alir bahan bakar minyak (BBM).

Dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar cair menggantikan heavy fuel oil (HFO) sebagai bahan bakar.

Penanganannya sama dengan penanganan heavy fuel oil (HFO). Batubara dalam bentuk suspensi dapat ditangani secara lebih bersih hingga menunjang program

bersih lingkungan dan terhindar dari kemungkinan terjadinya pembakaran spontan, peledakan, dan masalah debu yang biasa ditimbulkan batubara dalam bentuk serbuk.

Sifat permukaan batubara yang hidrofilik memegang peranan penting dan dapat mempengaruhi

kestabilan coal water mixture (CWM), karena sifat ini berkaitan dengan kemampuan membasahi (wetting ability) permukaan butiran batubara. Batubara peringkat rendah Indonesia yang hidrofilik yaitu sifat menyukai air sehingga air yang diperlukan untuk membuat coal water mixture (CWM) lebih besar. Dengan tingginya kadar air dalam coal water mixture (CWM), maka viskositas akan rendah sehingga kestabilan menurun. Selain itu konsentrasi batubara yang akan rendah, sehingga nilai kalor menjadi rendah pula. Untuk mengatasi hal tersebut maka, batubara peringkat rendah perlu mengalami proses upgrading terlebih dahulu, proses yang dilakukan yaitu upgraded brown coal (UBC). Dalam proses upgraded brown coal (UBC), batubara dicampur dengan minyak kerosen dan aspal kemudian dipanaskan pada tekanan dan temperatur yang relatif rendah. Dengan minyak kerosen dan aspal tersebut, maka pori-pori batubara yang terbuka akan diisi oleh kerosen dan aspal dan menutup permukaan batubara sehingga air yang telah keluar tidak akan terserap kembali. Aspal merupakan suatu senyawa organik yang beberapa sifat kimianya mempunyai kesamaan dengan batubara. Dengan kesamaan sifat kimia tersebut, aspal yang masuk ke dalam pori-pori batubara akan

kering kemudian bersatu dengan batubara. Lapisan minyak ini cukup kuat dan dapat menempel pada waktu yang cukup lama sehingga batubara dapat disimpan di tempat terbuka untuk jangka waktu cukup lama.

Dalam studi eksperimen ini mendapatkan karakteristik sampel bahan bakar coal water mixture (CWM) dari batubara peringkat rendah yang di upgrading yang nantinya akan dilakukan pengujian di laboratorium dan diharapkan kedepannya sebagai subtitusi terhadap heavy fuel oil (HFO). Untuk mendapatkan karakteristik bahan bakar coal water mixture (CWM) yang baik terutama nilai kalorinya, studi eksperimen ini meneliti rasio campuran minyak kerosen dan aspal dengan batubara dan temperatur pada proses upgrading dan dilakukan variasi pengujian pada proses tersebut. Pada akhirnya akan dilakukan analisa terhadap karakteristik bahan bakar coal water mixture (CWM) yaitu densitas, viskositas kinematik, residu karbon, air, dan nilai kalori.

2. Tinjauan Pustaka

2.1 Pengertian dan Struktur Kimia Batubara

Batubara adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari pelapukan sisa-sisa tumbuhan yang telah terkonsolidasi dibawah tekanan dan temperatur tinggi dalam waktu jutaan tahun yang lalu (Hidayat, 1995). Perbedaan sifat batubara asal suatu lokasi dengan lokasi lainnya disebabkan adanya perbedaan sifat dan tipe material asal, kondisi dan tingkat perubahan sesuai dengan umur geologi dan lokasi geografi endapannya. Perbedaan macam material asal (seperti: kayu, lumut, kulit pohon, daun, bunga sisa algae dan sebagainya) menyebabkan terjadinya perbedaan komponen mineral organik batubara yang disebut maseral, komponen lainnya adalah mineral anorganik, air serta gas yang terperangkap selama proses koalifikasi (pembatubaraan). Peringkat batubara ditunjukkan dari urutan: gambut, lignit, subbituminus, bituminus, antrasit, sampai grafit. Perubahan peringkat ini biasanya diikuti oleh peningkatan kandungan karbon secara cepat dan merata, penurunan kandungan hidrogen, oksigen, zat terbang (volatile matter) pengurangan air bawaan (inherent moisture), naiknya nilai kalor, dan juga refleksi dari vitrinit. Klasifikasi peringkat batubara ini dapat ditentukan dengan analisa proksimat dan nilai kalor, analisa ultimat, serta analisa petrografi, berdasarkan standar ASTM (Amarican Standard Testing Material), atau B.S. (British Standard). Analisa proksimat merupakan analisa terhadap komponen-komponen yang terkandung di dalam batubara yang terdiri: kadar air, abu, zat tebang, dan karbon padat. Analisa ultimat merupakan analisa terhadap unsur-unsur kimia yang terkandung dalam batubara, seperti kadar karbon, hidrogen, belerang, nitrogen, dan oksigen. Analisa petrografi merupakan analisa maseral batubara, seperti: vitrinit, inertinit, leptinit/eksinit dan nilai refleksi.

Tabel 1 Ranges Komposisi dan Karakteristik Beberapa Peringkat Batubara

Antrasit Bituminus Subbituminus Lignit Kadar air (%) 3 - 6 2 - 15 10 - 25 25 - 45

Zat terbang (%) 2 - 12 15 - 45 28 - 45 24 - 32

Karbon padat (%) 75 - 85 50 - 70 30 - 57 25 - 30

Abu (%) 4 - 15 4 - 15 3 - 10 3 - 15

Belerang (%) 0,5 - 2,5 0,5 - 6 0,3 - 1,5 0,3 - 2,5

Hidrogen (%) 1,5 - 3,5 4,5 - 6 5,5 - 6,5 6 - 7,5

Karbon (%) 75 - 85 65 - 80 55 - 70 35 - 45

Nitrogen (%) 0,5 - 1 0,5 - 2,5 0,8 - 1,5 0,6 - 1

Oksigen (%) 5,5 - 9 4,5 - 10 15 - 30 38 - 48

Nilai kalor (Btu/lb) 12000 - 13500 12000 - 14500 7500 - 10000 6000 - 7500

Densitas (g/mL) 1,35 - 1,7 1,28 - 1,35 1,35 - 1,4 1,4 - 1,45

2.2 Teknologi Proses Upgraded Brown Coal (UBC)

Air yang terkandung dalam batubara terdiri dari air bebas (free moisture) dan air bawaan (inherent moisture). Air bebas adalah air yang terikat secara mekanik dengan batubara pada

permukaan dalam rekahan atau kapiler yang mempunyai tekanan uap normal. Sedangkan air bawaan adalah air yang terikat secara fisik pada struktur pori-pori bagian dalam batubara dan mempunyai tekanan uap yang lebih rendah daripada tekanan uap normal. Kandungan air dalam batubara baik air bebas dan air bawaan merupakan faktor yang merugikan karena memberikan pengaruh yang negatif terhadap biaya transportasi dan proses pembakarannya. Penurunan kadar air dalam batubara dapat dilakukan dengan cara mekanik atau perlakuan panas. Air bebas dapat dikurangi secara efektif dengan cara mekanik, sedangkan penurunan air bawaan harus dilakukan dengan cara pemanasan. Proses pemanasan batubara sampai temperatur tertentu menyebabkan terjadinya perubahan komposisi struktur batubara. Dengan memanaskan batubara, terjadi perubahan kimia karena menguapnya air bawaan, dekomposisi gugus karboksil, penyusutan gas-gas hidrogen dan oksigen kompleks serta aromatisasi. Komposisi dan sifat produk akhir akan bervariasi tergantung pada temperatur pemanasan.

Selama proses pemanasan akan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan produk gas atau cairan yang banyak berhubungan dengan sistem pori-pori batubara (Samsudin, 1996). Kehilangan sejumlah massa bahan-bahan penyusun batubara melalui pori-pori, menyebabkan terjadi kekosongan pori-pori tersebut. Oleh sebab itu sifat fisik yang memegang peranan penting pada proses pemanasan adalah porositas. Porositas batubara tersebut menyangkut sistem pori-pori yang dimiliki. Porositas batubara dapat menyebabkan terjadinya difusi keluar uap air, metana dan zat lain yang mudah menguap dari batubara selama terjadi pemanasan. Dalam proses upgraded brown coal (UBC), batubara dicampur dengan minyak kerosen dan aspal kemudian dipanaskan pada tekanan dan temperatur yang relatif rendah. Dengan minyak kerosen dan aspal tersebut, maka pori-pori batubara yang terbuka akan diisi dan menutup permukaan batubara sehingga air yang telah keluar tidak akan terserap kembali.

Gambar 1 Dasar Upgrading Batubara Peringkat Rendah

Gambar 2 Diagram Blok Upgraded Brown Coal (UBC)

Proses ini, adaptasi dari teknik penguapan slurry dari proses pencairan batubara, terdiri dari 2 tahap:

Penguapan slurry.

Solid-liquid separation.

Selama tahap penguapan slurry, setelah serbuk batubara peringkat rendah di campur dengan light petroleum oil (seperti kerosen), kemudian dicampur dengan heavy oil (seperti aspal), dan dipanaskan pada evaporator jenis shell and tube, kandungan air akan menguap. Uap akan dialirkan menuju sisi shell dari evaporator, dan ditekan dengan kompresor, untuk digunakan sebagai sumber panas. Pada tahap solid-liquid separation, setelah minyak dipisahkan dari slurry yang telah diuapkan menggunakan decanter, masih terdapat sisa-sisa minyak pada pori-pori batubara yang telah di upgrading maka di keringkan menggunakan tubular steam dryer.

2.3 Teknologi Proses Coal Water Mixture (CWM)

Coal water mixture (CWM) adalah bahan bakar campuran yang berisi batubara sekitar 60 - 70%, air sekitar 30 - 40% dan sejumlah kecil zat aditif membentuk suspensi kental homogen dan stabil selama penyimpanan, pengangkutan, dan pembakaran (Datin, 2009). Coal water mixture (CWM) menarik sebagai alternatif bahan bakar minyak bumi karena biaya rendah dan kesamaan dengan minyak sehubungan dengan kemudahan dalam pengangkutan dan penanganan, dan telah mendapat perhatian di seluruh dunia. Teknologi pembuatan coal water mixture (CWM) sebenarnya cukup sederhana, yaitu dengan mencampurkan batubara dan air dalam perbandingan tertentu. Dengan adanya pengungkungan/penjebakan batubara di dalam air, maka coal water mixture (CWM) mempunyai sifat yang sama dengan heavy fuel oil (HFO) sehingga bisa dialirkan atau dipompa untuk transportasi maupun pembakaran. Sebagai bahan bakar, ada beberapa karakteristik coal water mixture (CWM) yang perlu diperhatikan, yaitu:

Stabil selama penyimpanan, pengangkutan, dan pembakaran. Mempunyai konsentrasi batubara yang tinggi. Mudah dialirkan melalui pipa baik saat pengangkutan maupun saat pembakaan. Mudah dibakar dengan temperatur nyala yang tinggi.

Gambar 3 Skema Karakteristik Coal Water Mixture (CWM)/Aquabat

Coal water mixture (CWM) merupakan campuran batubara dan air, karena itu sifat permukaan batubara terhadap air mempunyai pengaruh yang besar. Sifat permukaan yang hidrofilik memegang peranan penting dan dapat mempengaruhi kestabilan coal water mixture (CWM), karena sifat ini berkaitan dengan kemampuan membasahi (wetting ability) permukaan butiran batubara (Hashimoto, 1999). Ukuran partikel batubara juga sangat berpengaruh terhadap kestabilan coal water mixture (CWM). Makin besar ukuran partikel batubara, makin besar pula ukuran pengendapan batubara dalam air (Hukum Stokes). Secara teoritis, coal water mixture (CWM) dengan ukuran partikel bimodal akan mempunyai kandungan batubara yang lebih besar dibandingkan dengan monomodal (Thambimuthu, 1994). Berdasarkan beberapa penelitian yang telah dilakukan, ukuran partikel batubara optimum adalah 80% lolos saringan 200 mesh dan 20% di antaranya tidak lebih besar dari 120 mesh (Umar et al, 2001). Dengan adanya perbedaan berat jenis antara batubara dan air, maka terdapat kecenderungan batubara untuk memisah hingga terbentuk endapan batubara. Untuk mencegah hal itu, maka perlu ditambah bahan aditif agar batubara tersebut tetap terdispersi dengan baik membentuk suspensi yang homogen dan stabil.

Gambar 4 Diagram Blok Coal Water Mixture (CWM)

Proses ini terdiri dari 4 tahap:

Pencampuran slurry batubara dan air.

Proses deashing.

Proses dehydrator.

Pencampuran slurry batubara, air, dan aditif.

Pada tahap pencampuran slurry, batubara dan air dicampur dalam perbandingan tertentu, kemudian dilakukan deashing dimana abu dalam batubara dipisahkan, kemudian dilakukan dehydrator dimana slurry batubara dan air mengalami dehidrasi sampai konsentrasi batubara mencapai sekitar 50 - 80% atau lebih tinggi. Tahap terakhir batubara dicampur dengan air dan aditif dalam perbandingan tertentu untuk menghasilkan coal water mixture (CWM).

Tabel 2 Contoh Karakteristik Coal Water Mixture (CWM)

Konsentrasi batubara (wt%) 68 - 70

HHV (kcal/kg) 5000 - 5200

LHV (kcal/kg) 4600 - 4800

Viskositas (mPa-s) 1000

Densitas (-) 1,25

Kandungan debu (wt%) 6

Kandungan sulfur (wt%) 0,2

Grains of 200 mesh or less (%) 80 - 85

2.4 Karakteristik Heavy Fuel Oil (HFO)

Heavy fuel oil (HFO) adalah bahan bakar minyak residual yang terlihat pada warna yang hitam pekat, biasanya menghasilkan asap yang lebih gelap dari hasil pembakarannya, dan bersifat kental, sehingga harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum dapat digunakan. Heavy fuel oil (HFO) juga biasanya mengandung polutan yang relatif lebih tinggi dari jenis bahan bakar minyak yang lain. Salah satu contoh polutan tersebut adalah sulfur, yang nantinya akan membentuk sulfur dioksida (SO2) pada saat pembakaran. Karena banyaknya polutan yang tidak dikehendaki tersebut dan perlunya proses persiapan sebelum heavy fuel oil (HFO) dapat digunakan, maka heavy fuel oil (HFO) memiliki harga jual yang relatif lebih rendah dibandingkan bahan bakar minyak jenis lain. Terdapat beberapa karakteristik standar masing-masing berasal dari beberapa literatur yang berbeda dan merupakan hasil dari metode pengukuran yang mungkin berbeda.

3. Metodologi Penelitian

3.1 Bahan Baku Batubara Peringkat Rendah yang Digunakan

Studi eksperimen ini menggunakan batubara peringkat rendah sebagai bahan baku yang kemudian di upgrading kemudian batubara hasil upgrading dijadikan bahan bakar coal water mixture (CWM) seperti dijelaskan diatas.

Tabel 3 Karakteristk Batubara

Analisa proksimat: Satuan ARB ADB DB Kadar air total %wt 29,8 - - Air bawaan %wt - 17,2 - Kandungan debu %wt 5,9 6,9 8,3 Zat terbang %wt 34,3 40,5 48,9 Karbon padat %wt 30 43,5 42,8 Belerang %wt 0,14 0,17 0,21 Nilai kalor (gross) kcal/kg 4385 5172 6246 Analisa ultimat: Kadar air total %wt 29,8 - - Air bawaan %wt - 17,2 - Kandungan debu %wt 5,9 6,9 8,3 Karbon %wt 46,34 54,66 66,01 Hidrogen %wt 3,5 4,13 4,99 Nitrogen %wt 0,7 0,82 1 Belerang %wt 0,14 0,17 0,21 Oksigen %wt 13,66 16,12 19,46

3.2 Tahap Upgrading Batubara

Pada tahap ini dilakukan upgrading batubara dengan melakukan variasi rasio campuran minyak kerosen dan aspal dengan batubara 0,75 ; 1 ; 1,25 dan variasi temperatur pada penguapan slurry 120˚C, 140˚C, 160˚C, 180˚C. Dimana luaran yang diharapkan adalah mendapatkan fine UBC yang optimal sehingga meningkatkan peringkat batubara. Proses upgrading yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Persiapan batubara

Batubara peringkat rendah digerus dan discreening sampai ukuran ≤2,8 mm.

Pencampuran slurry

Kerosen dicampur dengan aspal dimana persentase aspal 1% dari massa kerosen dengan diputar 900 rpm sampai aspal benar-benar larut, kemudian campuran kerosen dan aspal dicampur dengan batubara dengan variasi rasio yaitu 0,75 ; 1 ; 1,25 dan diputar 900 rpm selama 15 menit.

Penguapan slurry

Slurry minyak kerosen dan aspal dengan batubara dipanaskan pada hot plate dengan variasi temperatur yaitu 120˚C, 140˚C, 160˚C, 180˚C pada tekanan ruang dan diputar 900 rpm selama 60 menit.

Solid-liquid separation

Minyak kerosen dan aspal dengan batubara dipisahkan dengan disaring menggunakan kertas saringan.

Pengeringan

Batubara hasil upgrading dikeringkan dengan menggunakan hair dryer selama 120 menit untuk memastikan batubara benar-benar kering.

3.3 Tahap Pembuatan Bahan Bakar Coal Water Mixture (CWM)

Pada tahap ini batubara yang telah di upgrading diteruskan ke proses selanjutnya untuk dijadikan bahan bakar coal water mixture (CWM). Pada proses ini batubara hasil upgrading di campur dengan air dan aditif. Dimana luaran yang diharapkan adalah mendapatkan bahan bakar batubara coal water mixture (CWM) yang memiliki karakteristik yang baik terutama nilai kalorinya, dan

memungkinkan digunakan sebagai subtitusi heavy fuel oil (HFO) kedepannya. Proses coal water mixture (CWM) yang dilakukan adalah sebagai berikut:

Persiapan batubara

Batubara hasil upgrading digerus dan discreening sampai ukuran ≤45 µm.

Pencampuran slurry

Batubara dicampur dengan air aquades dengan perbandingan batubara dan air aquades 40:60, kemudian dicampur dengan Alkyl Benzene Sulfonat (ABS) sebagai dispersan dengan persentase 0,07% dan Carboxy Methyl Cellolose (CMC) sebagai stabilisator dengan persentase 0,01%, kemudian diputar 1200 rpm pada temperatur 75˚C dan tekanan ruang selama 30 menit.

4. Analisa dan Pembahasan

4.1 Analisa Visual Coal Water Mixture (CWM)

Analisa data visual dari keadaan fisik bahan bakar coal water mixture (CWM) seperti pada tabel 4 dibawah ini:

Tabel 4 Data Visual Coal Water Mixture (CWM)

No Variasi pengujian

Foto Keterangan Rasio minyak-batubara

T (˚C)

1 0,75 120

- Keadaan fisik CWM yaitu: slurry kurang baik, kental sehingga fluiditas kurang baik, mengendap bila tidak di putar/aduk, warna hitam pekat.

140

- Keadaan fisik CWM yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 0,75 dan temperatur 120˚C.

160

- Keadaan fisik CWM yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 0,75 dan temperatur 140˚C, hanya slurry sedikit lebih baik, kekentalan sedikit lebih rendah dan pengendapan sedikit lebih lama.

180

- Keadaan fisik CWM yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 0,75 dan

temperatur 160˚C, hanya slurry sedikit lebih baik, kekentalan sedikit lebih rendah dan pengendapan sedikit lebih lama.

2 1 120

- Keadaan fisik CWM yaitu: slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 0,75 dan temperatur 120˚C, mengendap bila tidak di putar/aduk, warna hitam pekat.

140 - Keadaan fisik CWM

yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 120˚C. Slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 0,75 dan temperatur 140˚C.

160 - Keadaan fisik CWM

yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 140˚C, hanya slurry sedikit lebih baik, kekentalan sedikit lebih rendah dan pengendapan sedikit lebih lama. Slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 0,75 dan temperatur 160˚C.

180 - Keadaan fisik CWM

yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 160˚C, hanya slurry sedikit lebih baik, kekentalan sedikit lebih rendah dan pengendapan sedikit lebih lama. Slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio

minyak-batubara 0,75 dan temperatur 180˚C.

3 1,25 120

- Keadaan fisik CWM yaitu: slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 120˚C, mengendap bila tidak di putar/aduk, warna hitam pekat.

140 - Keadaan fisik CWM

yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1,25 dan temperatur 120˚C. Slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 140˚C.

160 - Keadaan fisik CWM

yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1,25 dan temperatur 140˚C, hanya slurry sedikit lebih baik, kekentalan sedikit lebih rendah dan pengendapan sedikit lebih lama. Slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 160˚C.

180 - Keadaan fisik CWM

yaitu: kurang lebih sama dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1,25 dan temperatur 160˚C, hanya slurry sedikit lebih baik, kekentalan sedikit lebih rendah dan pengendapan sedikit lebih lama. Slurry kurang baik dan kental sehingga fluiditas kurang baik dibandingkan dengan CWM dengan rasio minyak-batubara 1 dan temperatur 180˚C.

Dari analisa data visual ini digunakan untuk menentukan sampel pada rasio minyak-batubara dan temperatur berapa yang akan dilakukan pengujian di laboratorium dari karakteristik bahan bakar coal water mixture (CWM) meliputi densitas, viskositas kinematik, residu karbon, air, dan nilai kalori.

4.2 Analisa Karakteristik Coal Water Mixture (CWM)

Gambar 5 Grafik Pengaruh Rasio Minyak-Batubara dan Temperatur Pada Proses Upgrading Terhadap Densitas CWM

Gambar 6 Grafik Perbandingan Densitas CWM Melalui Proses Upgrading, CWM Tanpa Proses Upgrading, dan HFO

Gambar 7 Grafik Pengaruh Temperatur Pada Proses Upgrading Terhadap Viskositas CWM

Gambar 8 Perbandingan Viskositas CWM Melalui Proses Upgrading,Tanpa Proses Upgrading, dan HFO

Gambar 9 Grafik Perbandingan Nilai CCAI CWM Melalui Proses Upgrading, CWM Tanpa Proses Upgrading, dan HFO

Gambar 10 Grafik Pengaruh Rasio Minyak-Batubara dan Temperatur Pada Proses Upgrading Terhadap Residu Karbon CWM

Gambar 11 Grafik Perbandingan Residu Karbon CWM Melalui Proses Upgrading, CWM Tanpa Proses Upgrading, dan HFO

Gambar 12 Grafik Pengaruh Temperatur Pada Proses Upgrading Terhadap Kadar Air CWM

Gambar 13 Perbandingan Kadar Air CWM Melalui Proses Upgrading dan CWM Tanpa Proses Upgrading

Gambar 14 Grafik Pengaruh Temperatur Pada Proses Upgrading Terhadap Nilai Kalori CWM

Gambar 15 Grafik Perbandingan Nilai Kalori CWM Melalui Proses Upgrading, CWM Tanpa Proses Upgrading, dan HFO

5. Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa yang telah dilakukan dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu:

1. Semakin tinggi rasio minyak-batubara dan temperatur pada proses upgrading maka densitas bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading akan meningkat. Densitas bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading lebih rendah daripada densitas bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara tanpa upgrading dan HFO.

2. Semakin tinggi temperatur pada proses upgrading maka viskositas bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading akan cenderung turun. Viskositas bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di

upgrading secara keseluruhan lebih rendah daripada viskositas bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara tanpa upgrading dan HFO.

3. Semakin tinggi rasio minyak-batubara dan temperatur pada proses upgrading maka residu karbon bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading akan meningkat. Residu karbon bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading lebih tinggi daripada residu karbon bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara tanpa upgrading, tetapi masih lebih rendah daripada residu karbon HFO.

4. Semakin tinggi temperatur pada proses upgrading maka kadar air bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading akan cenderung naik. Kadar air bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading secara keseluruhan lebih tinggi daripada kadar air bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara tanpa upgrading dan HFO.

5. Semakin tinggi temperatur pada proses upgrading maka nilai kalori bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading akan cenderung naik. Nilai kalori bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara yang di upgrading secara keseluruhan lebih tinggi daripada nilai kalori bahan bakar coal water mixture (CWM) dengan bahan baku batubara tanpa upgrading, tetapi masih lebih rendah daripada nilai kalori HFO.

6. Persentase penggunaan minyak pada proses upgrading rata-rata sebanyak 70%, sehingga masih ada sisa minyak untuk digunakan ulang pada proses upgrading.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan pengujian laboratorium terhadap nilai viskositas sampel bahan bakar coal water mixture (CWM) melalui proses upgrading pada variasi suhu.

2. Perlu dilakukan treatment khusus untuk mengurangi residu karbon sampel bahan bakar coal water mixture (CWM) melalui proses upgrading.

3. Perlu dilakukan treatment khusus untuk mengurangi kadar air sampel bahan bakar coal water mixture (CWM) melalui proses upgrading.

Daftar Pustaka

Miller, Bruce G. 2005. Coal Energy Systems. Elsevier Academic Press Umar, D. F. 2010. Pengaruh Proses Upgrading Terhadap Kualitas Batubara Bunyu, Kalimantan

Timur. Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara Umar, D. F. 2010. Penerapan Teknologi Coal Water Fuel (CWF) Pada Industri Pengguna Boiler.

Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara Anonim1, 2010, Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia, [available:

www.energyeficiencyasia.org] Umar, D. F, Usui, H, Daulay, B. 2006. Change of Combustion Characteristics of Indonesian Low Rank

Coal Due to Upgraded Brown Coal Process. Elsevier Speight, James G. Handbook of Coal Analysis. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey Syamsuddin, A. 1996. Studi Pengaruh Proses Carbontec Drying Terhadap Peningkatan Kualitas

Batubara Peringkat Rendah. Tugas Sarjana Institut Teknologi Bandung Tsai S. C. 1982. Fundamental of Coal Beneficiation and Utilization. Coal Science and Technology 2.

Elsevier Publishing Company