Energi mempunyai peranan penting dalam berbagai kegiatan ekonomi dan kehidupan masyarakat. Oleh karena itu, dalam pembangunan nasional, energi menjadi salah satu faktor masukan ekonomi yang sangat penting dalam proses produksi, selain faktor modal, tenaga kerja, bahan baku dan teknologi.
Menjelang akhir abad ini, Indonesia Indonesia
Pengertian dan Batasan Batubara
Batubara adalah benda padat yang mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen dalam kombinasi kimia bersama-sama dengan sedikit sulfur dan nitrogen. Terdapat di lapisan kulit bumi yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan yang telah mengalami metamorfosis dalam waktu relatif lama.
Batubara merupakan salah satu bahan bakar yang digunakan selain minyak dan gas bumi serta dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar energi maupun bahan baku
Sifat terpenting batubara berhubungan dengan pembakaran. Proses pembakaran batubara dalam kondisi udara, yaitu semua zat yang mudah terbakar, akan terbakar dan sisanya berupa abu. Dan proses pembakaran tanpa udara sering disebut karbonisasi dihasilkan kokas, tar, dan produksi lain. Dalam proses pembakaran batubara akan mengurai menjadi :
1. Uap air
2. Zat terbang terdiri dari :
a. Gas, yaitu H2, CO, CO2, dan hidrokarbon ringan
b. Cairan dan hidrokarbon berat
c. Tar, terdiri dari senyawa hidrokarbon berat
3. Kokas, berupa padatan karbon
4. Abu, terdiri dari oksida anorganik
Dalam proses pembakaran batubara, tahap-tahap yang terjadi sebagai berikut:
1. Pemanasan partikel batubara yang berasal dari radiasi, konveksi dan konduksi dari lingkungan.
2. Pengeluaran zat terbang.
3. Pencampuran zat terbang dengan oksigen dan reaksi pembakarannya.
4. Difusi oksigen ke dalam sisa arang dan pembakarannya.
Reaksi pembakaran tersebut adalah reaksi antara oksigen dengan unsur-unsur dalam batubara yang dapat terbakar seperti karbon, hidrogen, nitrogen, dan sulfur, yang akan menghasilkan CO2, H2O, NO dan SO2.
Sifat kimia dari batubara ditentukan oleh jenis dan jumlah unsur kimia yang terkandung dalam tumbuh-tumbuhan asalnya. Faktor dan kondisi yang menyebabkan perubahan pada batubara yakni bakteri pembusuk, temperatur, tekanan dan waktu.
Proses Pembentukan Batubara
Batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan yang mengalami proses pembusukan, pemampatan dan proses perubahan sebagai akibat bermacam-macam pengaruh kimia dan fisika. Proses pembentukan dari sisa tumbuh-tumbuhan menjadi gambut, kemudian menjadi batubara muda sampai batubara tua dalam dua tahap :
1. Tahap Biokimia, merupakan tahap awal dari proses pembatubaraan. Pada tahap ini menjadi proses pembusukan sisa-sisa tumbuhan yang disebabkan oleh bekerjanya bakteri anaerob. Karena produk warna dari proses ini adalah gambut, maka tahap awal pembatubaraan sering di sebut penggambutan (peatification)
2. Tahap Geokimia, proses inilah yang di sebut proses pembatubaraan (coalification). Bertambah gelapnya warna dari massa pembentukan batubara, naiknya kekerasan dan perubahan tekstur. Pada proses ini terjadi perubahan dari gambut menjadi lignit, sub bituminus dan akhirnya antrasit menjadi meta antrasit.
Adapun urutan pembentukan batubara sebagai berikut :
1. Gambut
Tumbuhan yang telah mati akan mengalami dekomposisi sebagian dan terakumulasi dalam payau. Gambut ini masih tercampur dengan lumpur pada waktu pengambilannya, sehingga kandungan airnya antara 80-90%. Gambut yang telah dikeringkan di udara terbuka mengandung air antara 5%–6%. Gambut tersebut akan menjadi bahan bakar yang lebih baik tetapi nilai kalornya kecil. Gambut kering dapat di buat menjadi briket dengan proses tekan ataupun dengan mengunakan zat pengikat seperti tar.
2. Lignit
Merupakan suatu nama yang digunakan untuk produk kualifikasi gambut tahap pertama. Lignit biasanya mengandung sedikit material kayu dan mempunyai struktur yang lebih kompak di banding gambut. Lignit segar yang baru di tambang mempunyai kandungan air antara 20 – 24% dengan nilai kalor 3056-4611 kalori/gram sedangkan untuk lignit bebas air dan abu berkisar antara 10000-11111 kalori/gram.
3. Sub bituminus
Jenis batubara ini biasanya berwarna hitam mengkilap seperti kilapan logam tetapi karakternya sering berubah. Pada waktu di tambang kandungan airnya mencapai 40% dengan nilai kalor sekitar 4444–6111 kalori/gram.
4. Bituminus
Tingkatan-tingkatan batubara, khususnya sebagai bahan bakar dengan nilai kalor antara 4444–8333 kalori/gram. Batubara bituminus perlu dikategorikan ke dalam beberapa sub-kelas akibat peran dan keragamannya, yaitu :
a. Bituminus dengan kandungan zat terbang tinggi
b. Bituminus dengan kandungan zat terbang menengah
c. Bituminus dengan kandungan zat terbang rendah
Khususnya untuk batubara yang mengandung zat terbangnya menengah biasanya di sebut batubara semibituminus. Hal ini disebabkan tingginya kandungan karbon padat yang mengakibatkan sedikit sekali asap selama pembakaran. Batubara ini umumnya digunakan untuk meningkatkan jumlah uap panas yang diinginkan. Batubara ini digunakan untuk kokas dan pabrik gas di amerika Serikat.
5. Semiantrasit
Batubara semiantrasit merupakan batubara yang memiliki karakter antara batubara bituminus yang kandungan zat terbangnya tinggi dengan antrasit. Kandungan zat terbang batubara ini berkisar antara 8 – 14 % dengan demikian batubara ini lebih mudah terbakar dibandingkan antrasit dengan warna nyala sedikit kekuning-kuningan.
6. Antrasit
Pada umumnya antrasit di sebut batubara keras. Sifat antrasit ditentukan oleh susunan keteraturan molekul dan derajat kilap, maka antrasit menyala perlahan-lahan serta nilai kalor tinggi antara 7222 – 7778 kalori/gram dengan nyala biru pucat dan bebas asap.
Komponen-komponen dalam Batubara
1. Air
Air dalam batubara di bagi menjadi dua bagian yaitu air bebas (free moisture), air yang terikat secara mekanik dengan batubara dan mempunyai tekanan uap normal dimana kadarnya dipengaruhi oleh pengeringan dan pembasahan selama penambangan, transportasi, penyimpanan dan lain-lain. Air lembab (moisture in air dried) yaitu air yang terikat secara fisika dalam batubara dan mempunyai tekanan uap di bawah normal.
2. Karbon, Hidrogen dan Oksigen
Karbon, hidrogen dan oksigen merupakan unsur pertama pembentukan batubara. Dari ketiga unsur ini dapat memberikan gambaran mengenai umur, jenis dan sifat-sifat dari batubara.
3. Nitrogen
Kandungan nitrogen dalam batubara umumnya tidak lebih dari 2%. Nitrogen dalam batubara terdapat sebagai senyawa organik yang terikat pada ikatan karbon.
4. Sulfur
Sulfur dalam batubara terdapat sebagai berikut :
a. Sulfur besi dan sering di sebut sebagai pirit sulfur
b. Sulfur sulfat dalam bentuk kalsium sulfat dan besi sulfat
c. Sulfur organik
5. A b u
Abu yang terbentuk pada pembakaran batubara berasal dari mineral-mineral yang terikat kuat pada batubara seperti silika, alumunium oksida, ferri oksida, kalsium oksida, titan oksida dan oksida alkali. Mineral-mineral ini tidak menyublim pada pembakaran di bawah 925oC. Abu yang terbentuk ini diharapkan akan keluar sebagai sisa pembakaran.
6. Klor
Pada umumnya logam-logam alkali seperti natrium, kalium dan litium terikat sebagai garam klorida, sedangkan kadarnya antara 0,3 – 0,4%.
Jenis Batubara
Secara mikroskopis batubara dapat dibedakan dari band, yaitu Bright Coal dan Dull Coal. Slopes (1919) membedakan Bright Coal menjadi vitrain dan clarain dan Dull Coal menjadi durain dan fusain untuk Charcoal fosil. Keempat macam batubara tersebut digambarkan sebagai berikut :
1. Vitrain : ‘band’ tipis, mengkilap, uniform dan mempunyai tekstur seperti kaca.
2. Clarain : laminated shine kurang mengkilap dari vitrain
3. Durain : keras granular, permukaannya suram, abu-abu kecoklatan (dull coal)
4. Fusain : powder, suram, hitam ‘char coal like’
Analisis dan Pengujian Batubara
Analisis dan pengujian batubara digunakan untuk kualitas terhadap contoh batubara yang mewakili selama tahapan eksplorasi dan kelayakan dari proses penambangan batubara hingga tahapan preparasi dan contoh siap di analisis.
1. Analisis proksimat
Merupakan analisis terhadap senyawa yang terkandung di dalam batubara, meliputi kadar air, abu, zat terbang dan karbon padat yang berfungsi untuk menentukan kualitas batubara.
2. Analisis ultimat
Merupakan analisis terhadap unsur-unsur yang terkandung di dalam batubara, meliputi kadar karbon, hidrogen, nitrogen, belerang dan oksigen yang berfungsi untuk menentukan kadar zat-zat yang mungkin dapat mengganggu proses pengolahan ataupun kualitas batubara.
3. Analisis lainnya
Meliputi nilai kalor dan kadar klorida.
4. Analisis titik leleh abu
5. Analisis komposisi abu
Bertujuan untuk mengetahui kadar oksida-oksida logam yang terdapat dalam abu batubara.
6. Analisis bentuk sulfur
7. Pengujian batubara
Bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dan mekanik dari batubara, meliputi berat jenis, nilai muai bebas dan nilia ketergerusan.
Manfaat batubara
1. Batubara sebagai bahan bakar langsung
a. Bahan bakar pada ketel uap
b. Bahan bakar untuk industri semen
c. Penggunaan batubara pada industri kecil
d. Penggunaan batubara pada rumah tangga
2. Batubara sebagai bahan bakar tidak langsung
a. Proses gasifikasi
b. Pencairan batubara
c. Pembriketan
d. Suspensi
3. Batubara bukan sebagai bahan bakar
a. Sebagai elektroda
b. Sebagai reduktor
c. Sebagai bahan baku
4. Pemanfaatan sisa pembakaran batubara
a. Abu batubara dapat digunakan dalam industri bahan bagunan, industri semen portland.
b. Gas batubara dapat digunakan sebagai bahan dasar kimia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar