Analisis Batubara PT Adaro Indonesia (E5000)Proximate AnalysisADBARDAF

Fixed Carbon (%)4034,6198830448,192771

Volatile Matter (%)4337,2163742751,807229

Air Dried Moisture (%)14,5--

Moisture (%)-26-

Ash (%)2,52,16374269-

High Heating Value (kcal/kg)-50006960,273527

Low Heating Value (kcal/kg)-46686498,111364

Ultimate AnalysisParameterBasisUnitTypical

Carbon

C(s)DAF%48,192771

CDAF%25,807229

HydrogenDAF%5

NitrogenDAF%0,9

OksigenDAF%20

SulphurDAF%0,1

Karena persentase sulfur dalam batubara sangat kecil maka akan digabung dengan nitrogen menjadi: ParameterBasisUnitTypical

Carbon

C(s)DAF%48,192771

CDAF%25,807229

HydrogenDAF%5

NitrogenDAF%1

OksigenDAF%20

(kcal/mol) (kJ/kg)

C(s)-393,509-32761,75

C7H6O3-722,4-21916,987793

Menentukan Senyawa VolatileC(s) +O2CO2,

Hvolatile = LHV H = 27206,31 15788,79515 = 11417,51485 kJ/kg (tanda minus dihilangkan)

C7H6O3 + 7O2 7CO2+ 3H2O,

Selisih Hvolatile - = 62,93079418 kJ/kg BB

Maka senyawa volatile yang terbentuk adalah C7H6O3, dan nilai LHV adalah 27143,37921 kJ/kg BB

Reaksi Kimia yang berlangsung pada pembakaran batubara diasumsikan mengikuti persamaan reaksi berikut:C(s)+O2 CO2C7H6O3 + 7O2 7CO2+ 3H2O

C(s) +O2 CO2 Mr12+3244m 481,92771+ 1285,14056 1767,06827Mol 40,1606425+40,1606425 40,1606425KM 481,92771+1285,14056 1767,06827

C7H6O3 +7O2 7CO2 +3H2OMr138+32 44+ 18m 508,07229+ 824,696961133,95845+ 198,81080Mol 3,68168+ 25,77178283 25,77178283+ 11,04504978KM 508,07229+ 824,69696 1133,95845+ 198,81080

KomposisiMassaMr%Volume

C(s)481,927711240,160642569,90108989

C7H6O3508,072293016,93574329,47728970

10280,3571428570,62162041

Total100057,453528357100

Maka kebutuhan oksigen stoikiometri adalah: (dalam 1000 gram)Oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran

gramOksigen yang terdapat dalam batubara adalah sebesar 200 gramMaka kebutuhan oksigen stoikhiometri:

Kebutuhan Udara StoikhiometrisKebutuhan oksigen disuplai dari udara dimana massa udara diasumsikan terdiri dari 23% massa oksigen dan 77% massa nitrogen, maka :

gramMaka kebutuhan udara aktual dengan excess air 20% = gram x 1,20 = 9964,36967 gram = 9,96436967 kgAFRactual = 9,96436967 gram/1 kg batubara = 9,96436967

Perhitungan Kalor Pembakaran

Sumber: (For power station boiler = 0.4 to 1%, Bureau of Energy Efficiency, India) (Energy Efficiency Guide for Industri in Asia)

Mencari mass flow rate bahan bakar dam udara

Mencari sensible enthalpy Dimana:= heat capacity ()= suhu pembakaran (612,450C = 885,6 K sumber: panel PLTU kendari)= suhu masuk bahan bakar menuju ruang bakar (750C = 348,15 K sumber: combustion engineering, Borman and Ragland)= suhu kondisi standar (250C = 298,15 K)

C(s)+O2 CO2C7H6O3 + 7O2 7CO2+ 3H2O

Data untuk C(s) :Temperatur (K)()

298,1520,82

30020,82

40020,84

Data untuk O2 :Temperatur (K) ()

298,1529,315

30029,39

40030,10

Data untuk CO2 :Temperatur (K) ()

298,1537,12

80051,44

90053,00

Data untuk C7H6O3 :Temperatur (K) ()

298,15382,81

300383,7

400430,75

Data untuk H2O :Temperatur (K) ()

298,1533,448

80038,74

90040,00

Dengan interpolasi di dapat : unsur C(s) pada temperatur 348,15 K = 20,82963 = 1,7358025 unsur O2 pada temperatur 348,15 K = 29,731865 = 0,929120781 unsur C7H6O3 pada temperatur 348,15K = 406,354575 = 2,94459837 unsur CO2 pada temperatur 885,6 K = 52,77536 = 1,19944 unsur H2O pada temperatur 885,6 K = 39,81856 = 2,212142222

pada (0,48192771 kg) =

pada (0,50807229 kg) =

Menentukan Heatflux

UdaraTatmosfer = 33oC = 306,15 K Tabel A-4 = 0,012998698 RH = 41,2%v = 0,884315 h = 66,458917 Psat, vapor = 50,34329 mbar

massa udara = H2O + (O2 + N2O)= (O2 + N2O) ( + 1)Jadi O2 + N2O= O2 = N2 = H2O =

Komposisi udaraO2 = N2 = H2O = Kondisi masuk burnerTin = 75 0C = 348,15 K (sumber: combustion engineering, Borman and Ragland)Isobaric prosesv

Persentase massa udara primer dan sekunder 20 : 80 (combustion engineering, Borman and Ragland)Udara sekunder80% m = 11,69224773 Udara sekunder masuk pada masing-masing inletmin,us = (jumlah inlet udara sekunder 12 buah)Tin = 348,15 KSpesies mass fractionlv-vol= 0O2= 0,227048663H2O= 0,0128319N2= 0,760119437C2O= 0NO= 0SO2= 0QDiameter inlet udara sekunder 330 mmvin,us

Udara primer20% m = Udara primer masuk pada masing-masing inletmin,us = (jumlah inlet udara sekunder 12 buah)Tin = 348,15 KSpesies mass fractionlv-vol= 0O2= 0,208842641H2O= 0,0919819273N2= 0,699174453C2O= 0NO= 0SO2= 0QDiameter inlet udara sekunder 165 mmvin,us

Batu Bara

Tipe: Low Rank Coal Ukuran Partikel: 0 - 3 mm 25% 3 < - 6 mm 15% 6 < - 15 mm 30% 15 < - 40 mm 30% Diameter minimal = 0,01 mm = 0,00001 m Diameter maksimal = 40 mm = 0,04 mRosin Rammler Analysis Diameter rata-rata = 11,852 mm = 0,011852 m Spread parameter = 0,8939

LHV = 4200 kcal/kg = 17584.56 kJ/kgTin = 33o C = 306.15 Kmass flow rate = 213.29 ton/day = 2.469 kg/s

untuk masing-masing spreader (ada 4 spreader)mass flow rate = 2.469 / 4 = 0.61725 kg/sKecepatan rata-rata batu bara pada spreader (R = 55 108 mm)Pada N = 900 rpm, maka:x-velocity = 7.6812 m/s

maximum spreader length = 6000 mmmaximum spreader width = 1300 mm

Komposisi (Coal-lv):C = 41.03% = 1.0130307kg/sVolatile (18.97%):H = 3.96% = 0.0977724 kg/sO = 13.24% = 0.3268956 kg/sN = 0.69 % = 0.0170361 kg/sS = 1.08% = 0.0266652 kg/sAsh = 5% = 0.12345 kg/sWater = 35% = 0.86415 kg/s

Particle type: Wet CombustingMaterial: lv-volOxidizing species: O2Product species: CO2H2ONOSO2x-velocity = 7.6812 m/smass flow rate masing-masing spreader = 0.61725 kg/sTin = 306.15 KDiameter minimal = 0,01 mm = 0,00001 mDiameter maksimal = 40 mm = 0,04 mDiameter rata-rata = 11,852 mm = 0,011852 mSpread parameter = 0,8939

Density = 641 sampai 865 kg/m3Latent heat = 2257000 J/kgVaporization temperature = 373.15 KVolatile component fraction = 18.97%Burnout stoichiometry ratio = 2.667Combustible fraction = 41.03%Heat of fraction for burnout = 17584560 J/kgHeat of fraction absorbed by solid = 0%

KomposisiMassaMr%Volume

C(s)48,1927711240,160642569,90108989

H2CO50,8072293016,93574329,47728970

1280,3571428570,62162041

Total10057,453528357100

Desain inlet fuel, inlet udara primer dan sekunder

Jumlah inlet udara primer dan sekunder masing-masing 12 buahDiameter inlet udara primer ( + inlet fuel ) = 165 mmDiameter inlet udara sekunder = 330 mmJarak antar lubang = 0,66 mmJarak lubang terpinggir ke dinding= 0,69 mm