GEOLOGI BATU BARA Batu bara adalah fosil yang dipakai sebagai bahan pembakar. Dimana vegetasi batu bara yang sangat subur adalah di daerah rawa. Berasal dari zat tumbuh-tumbuhan yang mati dan jatuh kedalam melalui air hujan, dimana mengandung composisi parsial. Bakteri aerobic menghabiskan oksigen dalam air, dan metabolis bakteri menghasilkan komposisi lebih lanjut dengan bakteri anaerobic. Zat Tumbuhan tumbuhan mengakumulasi dalam bawah cepat tidak menjadi compos, dan setelah lama periode tahun, lapisan menformasi. Sekarang batu bara telah terbentuk dari jutaan tahun lalu. Tanah terkubur menjadi batu bara ketika tekanan tinggi dan ketinggian temperature adalah sesuai lapisan pengubur. Proses ini disebut sebagai batubarasisasi. Pisik dan stuktur kimia dari batu bara berubah setiap waktu. Dapat dilihat pada gambar 1.1, yang termuda (konversi yang paling sedikit) batu bara disebut sebagai jenis Lignite, yang mana dapat berubah kembali menjadi jenis batu bara sub-bituminous, batu bara bituminous, dan terakhir anthracite. Tipe batu bara sangat kuat mempengaruhi sifat dan penggunaan dari batubara, dan akan dibahas lebih lanjut.

Gambar 1.1 Klasifikasi Batu Bara

Inspeksi visual dari contoh batu untuk menjelaskan tipe mineral pada sebuah contoh. Ketika diterapkan untuk batu bara, perbedaan batu bara yang disebut sebagai macerals. Table 1.1 daftar macerals batu bara, dan tampak bagaimana mereka berasal dari material tanamtanaman.

ANALISA DAN KLASIFIKASI BATU BARA Secara umum batu bara digunakan sebagai bahan bakar, jadi sifat panas dari pembakaran adalah sangat penting. GCV (gross calorific value), juga disebut sebagai HHV (higher heating value), di definisikan sebagai ukuran panas terlepas ketika batu bara terbakar dalam satuan volume calorimeter, dengan kandungan tekanan oksigen 2 sampai 4 MPA, dan kemudian produk hasil pembakaran didinginkan pada temperature akhir sekitar 20-35 C

(ASTM D 5865-04). Test menyebutkan pada buku ini secara umum berdasarkan pada spesifikasi ASTM (American Society for Testing and Materials)1. Factor dari batu bara, secara luas distribusi dan secar luas penggunaan bahan sangat luas dari batas standard test memiliki yang mengembangkan varietas baik individu maupun organisasi. Batu bara adalah menyerap setengah, dan pori tersebut, khususnya batu bara kualitas rendah, dapat mengandung subtansi jumlah air melebihi seperti kelihatan batu bara kering. Air menerima didalam bagian lapisan hydrophilic atau terkandung didalam pori karna gaya kapilari. Ketika kelembaban batu bara terbakar atau tergasifikasi, batu bara fraksi subtansial dari pembakaran panas yang dibutuhkan.

Table 1.1 Macerals Batu Bara, Berdasarkan ASTM D121-05 and ASTM D 2799-05a.1

Untuk menguapkan air. Sejak temperature akhir dalam GCV test adalah 20-30 C, sebagian besar air terkondensasi, dengan demikian recovery panas dari evaporasi. Air dalam HHV test secara umum tidak terbakar. Sebagai contoh, sebuah Wyoming Powder River Basin Batu bara model memilik HHV 19,8 MJ/kg (8500 Btu/lb) dan 28 % tingkat kelembaban. Dari hasil perhitungan didapat nilai HHV dari batu bara kering:

Jika batu bara terbakar atau tergasifikasi mendekati tekanan atmosper, dan kemudian panas dari kondensasi pada air mungkin tidak terbaharui. Sebagai contoh, pada coal fired power plant, air terkandung pada batu bara mungkin keluar keatas melalui stack menjadi uap. Pada keadaan yang lain, panas dari proses kondensasi terbaharui, akan tetapi nilai dari panas relative rendah karena pada temperature tersebut. Pada kasus ini, estimasi terbaik dari panas pembakaran batu bara adalah net calorific value,juga disebut dengan Lower Heating Value (LHV), dengan assumsi yaitu sisa uap air dan panas dari kondensasi tidak terbaharui. Air pada batu bara menghurangi nilai panas pada panas uap, 2395 MJ/kg air (1055 Btu/lb air). Kemudian, untuk PRB batu bara:

Proximate analisis (ASTM D 3172-89) melibatkan macam dari test dan pembakaran batu bara. Kelembaban yang melibatkan (ASTM D 3173-03) untuk menetukan berat kehilangan setelah batu bara dikeringkan pada temperature 104-110 C. Volatiles melibatkan (ASTM D 3175-02) dengan menentukan penambahan kehilangan berat ketika batubara pyrolyzed pada temperature 950 C. Menentukan Abu (ASTM D 3174-04) dengan berat in-organik material terkandung setelah batu bara terbakar. Menentukan carbon adalah dengan menentukan fraksi dari batu bara yang tidak lembab, volatiles, atau abu. Menentukan karbon, yang mana kebanyakan carbon namun juga mengandung beberapa elemen yang tergambar pada posi pembakaran dari batu bara yang menjadi arang dan menyisakan setelah volatile dibuang. Proximate analisis menghasilkan beberapa laporan dalam zat mineral kering-basis bebas. Zat mineral di hitung menggunakan persamaan:

Mengasumsikan factor mineral dari batu bara terhydrat 1,06. Air hidrat terbuang ketika proses pembakaran. Asumsi factor sulfur 0,55 terdapat pirit, dimana banyak bagian berubah seperti oxide pada pembakaran. Ultimate analysis (ASTM D 3176) menjelaskan batu bara dalam term komposisi dasar. Dar pengeringan batu bara, persentase berat dari karbon hydrogen, nitrogen, sulfur, dan abu yang terkandung. Menjelaskan contoh batubara diasumsikan sebagai oksigen.

TINGKATAN BATU BARA Dalam proses klasifikasi batu bara, tingkatan batu bara meningkat dari lignite ke anthracite, tampak pada gambar 1.1. tingkatan batu bara dipakai didalam perdagangan, karena merupakan cara yang cepat dan menyenangkan untuk mengambarkan batu bara tanpa detail analisa data sheet. Untuk penjelesan lebih jelasnya dari tingkatan batu bara ditampilkan pada table 1.2 dan 1.3. Batubara bituminous dan sub-bitumous adalah batubara yang pertama kali dikomersialkan. Relative kecil didapatkan jumlah dari anthracite. Di USA, antrhacites hanya dihasilkan dari timur laut Pennsylvania. Sedangkan jumlah lignites sangat banyak. Namun menguntungkan dari segi ekonomi dari bahan bakar grade rendah; jadi banyak lignite yang dikonsumsi dari pertambangan. Umumnya tanah yang dipakai sebagai bahan bakar juga ditambang menggunakan di tambang. Tanah gemuk juga mempertimbangkan salah satu biomassa tua atau biomassa yang sangat muda. Di Negara penerapan rumah hijau(greenhouse) dan emisi gas, merupakan perbedaan diantara dua atau lebih kata2 belaka. Emisi carbon dioxide dari pembakaran biomassa tidak mempertimbangkan penyumbang dari global warming, karena emisi tersebut merupakan kerugian dari carbon dioxide yang terbuang keatas oleh biomassa yang berkembang. Di lain sisi, emisi dari bahan bakar fosil, dibatasi. Emisi dari pembakaran tanah gemuk adalah diatur diarea abu-abu. Beberapa batu bara, terutama batubara bituminous, cenderung lengket. Dengan meningkatkan temperature, partikel batu bara pyrolize simultan dan secara parsial meleleh, karena partikel batu bara melekat satu dengan yang lainnya. Beberapa reactor gasifikasi, khususnya gasifikasi jenis moving bed dan fluidized bed, karena keterbatasan proses batu bara tidak dapat mecairkan. Table 1.2 klasifikasi dari tingkatan batu bara anthracitic dan bituminous (ASTM D 388-05).1

PROPERTIES ASH THERMAL Temperatur pelelehan batu bara merupakan batas temperatur yang menentukan dari gasifikasi batu bara. Gasifikasi Fluidized bed dan Gasifikasi dry-bottom moving bed, atau yang serupa itu yaitu gasifikasi lurgi, membutuhkan bebas abu jatuh. Temperature operasi maksimum dari gasifikasi ini mengalami temperature deformasi. Ketika temperature meningkat diatas temperature deformasi, temperature akan melembab atau panas. Gasifikasi Fluidized bed seringkali beroperasi mendekati temperature deformasi untuk memaksimalkan konversi karbon. Gasifikasi entrained flow dan gasifikasi slagging moving bed merupakan gasifikasi bgl membutuhkan fluida terak, jadi mereka harus dioperasikan dengan temperature yang cukup tinggi untuk melengkapi pelelehan abu. Operasi dilakukan secara signifikan dengan temperature tinggi dengan meningkatkan konsumsi oksigen. Abu merupakan campuran mineral komplek, karena abu batu bara hanya akan meleleh diatas temperature dengan range sekitar temperature yang tepat. Range temperature dengan menggunakan spesifikasi dari ASTM D-1857-04. Kerucut abu batu bara, dengan tinggi 19 mm dan dengan lebar triangle 6,4 mm pada setiap sisi, di tempatkan dalam oven. Temperature dilaporkan dari pengurangan oksidasi gas sekitar lingkungan. initial deformation temperature (IDT) terjadi ketika ujung kerucut mulai membulat pertama kali. softening temperature (ST) terjadi ketika kerucut telah membentuk gumpalan dengan tinggi sama dengan sisinya. Hemispherical temperature (HT) terjadi ketika tinggi gumpalan setengan dari luas sisinya. fluid temperature terjadi ketika massa telah meluluh ketika lebarnya keluar mendekati dasar lapisan dengan tinggi maksimum sekitar 1,6 mm. Angka dari penelitian diambil dengan membandingkan dari thermal properties abu dengan komposisi abu. Kebanyakan sebanding seperti penelitian yang dilakukan oleh Seggiani and Pannocchia,2 dengan persamaan corelasi pada contoh 433, dengan mendasarkan pada 9 konsentrasi elemen. Catatan komposisi elemen mineral telah dilaporkan jika contoh mineral campuran dari oksida besi sederhana. Sebagai contoh sebuah fraksi dari aluminium secara khas dilaporkan sama dengan persentase dari Al2O3. Seggiani dan Pannocchias correlations adalah dasar persentase mol, cukup dengan persentase berat, secara normal, SO3-basis bebas. Corelasi temperature deformasi ditunjukkan sebagai: