Optimasi Teknologi Pembuatan dan Pembakaran CWF

Diposting : Selasa, 06 Maret 2012 10:59  


Penelitian pembuatan dan pembakaran Coal Water Fuel (CWF) dilakukan dalam rangka mendukung program Pemerintah untuk diversifikasi energi dengan pemanfaatan batubara sebagai energi pengganti bahan bakar minyak. Penelitian pemanfaatan batubara dalam bentuk CWF dilakukan Puslitbang tekMIRA sejak tahun 1993 dengan menggunakan batubara peringkat tinggi (nilai kalor > 6000 kal/g dan kadar air < 10%), dengan hasil yang cukup baik dan suhu pembakarannya mencapai >1000 ºc, sementara potensi batubara indonesia sebagian besar berupa batubara peringkat rendah dengan nilai kalor < 5000 kal/g dan kadar air >10%.

Batubara dengan kadar air yang tinggi (lignit dan sub-bituminus) biasanya bersifat hidrofilik, yaitu menyukai air, sehingga air yang diperlukan untuk pembuatan CWF lebih besar. Dengan tingginya kadar air dalam CWF, maka viskositas CWF rendah sehingga kestabilan menurun. Selain itu, nilai kalor CWF juga menjadi semakin rendah. Oleh sebab itu apabila batubara peringkat rendah digunakan sebagai bahan baku pembuatan CWF perlu dilakukan proses upgrading terlebih dahulu sehingga sifat permukaan yang hidrofilik diubah menjadi hidrofobik (usui et al, 1999).

Proses upgrading yang telah diterapkan pada skala pilot adalah proses Upgraded Brown Coal (UBC), yaitu memanaskan batubara pada suhu 150°c dan tekanan 3,5 atm (Deguchi et al, 2002).

Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan data yang optimum dari proses teknologi pembuatan dan pembakaran CWF dengan peralatan skala pilot 4 ton/hari secara kontinyu dengan menggunakan batubara hasil proses UBC sebagai bahan baku.

Percobaan optimalisasi pembuatan CWF dilakukan dengan menggunakan batubara hasil proses UBC dengan bahan baku batubara Mulia dari daerah Satui, Kalimantan Selatan dengan nilai kalor tinggi dan kadar air rendah, yaitu masing-masing 6.274 kal/g dan 4,81 %, kadar belerang yang cukup rendah, yaitu 0,48 %, batubara tersebut dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan CWF.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa CWF dengan menggunakan zat aditif dodecyl benzen sulfonat (DBS) 0,3% sebagai dispersan dan CMC 0,05% sebagai penstabil, menghasilkan CWF dengan persentasi batubara yang tertinggi dan viskositas terendah. Hal ini menunjukkan bahwa CWF tersebut mudah untuk dialirkan dengan nilai kalor yang tinggi dibandingkan dengan CWF lainnya dalam percobaan tersebut. CWF tanpa menggunakan dispersan mempunyai viskositas yang lebih kecil dibandingkan dengan CWF yang menggunakan aditif cals, nals, phpa dan spa pada persentasi batubara 55 dan 60%.

Hasil uji pembakaran CWF dengan persentasi batubara 50, 55 dan 60%, menunjukkan bahwa makin tinggi persentasi batubara, makin tinggi temperatur tungku.

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa temperatur pembakaran pada menit-menit awal masih belum stabil. Temperatur tungku pada t1 dan t2 umumnya menurun pada saat pertama kali CWF disemprotkan. Hal ini disebabkan karena proses pertama yang terjadi adalah proses penguapan air dan belum terjadi pembakaran sehingga temperatur tungku turun. Setelah beberapa menit temperatur tungku meningkat lagi sampai pada menit di atas 30, temperatur relatif stabil mencapai 800OC.

Temperatur cerobong makin lama makin naik. Hal ini disebabkan adanya panas yang masih bisa keluar mencapai cerobong. Idealnya temperatur cerobong tidak begitu tinggi, karena semua panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan boiler. Namun karena boiler ukurannya terlalu kecil dibandingkan dengan tungku yang ada, maka sebagian panas keluar melewati boiler.

Hasil uji reologi menunjukkan bahwa CWF mempunyai sifat alir yang non-newtonian bingham plastis dengan sedikit yield stress.