1

I.ATUJUAN

Untuk menentukan nilai kalor dari batubara.

II. TINJAUAN TEORI

Batubara adalah suatu batuan sedimen

tersusun atas unsur karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen,

dan sulfur. Dalam proses pembentukannya, batubara

diselipi batuan yang mengandung mineral. Bersama

dengan moisture, mineral ini merupakan pengotor

batubara sehingga dalam pemanfaatannya, kandungan

kedua materi ini sangat berpengaruh. Dari ketiga jenis

pemanfaatan batubara yaitu sebagai pembuat kokas,

bahan bakar, dan batubara konversi, pengotor ini harus

diperhitungkan karena semakin tinggi kandungan

pengotor, maka semakin rendah kandungan karbon,

sehingga semakin rendah pula nilai panas batubara

tersebut.

Kemajuan pesat teknologi industri

khususnya sejak akhir tahun 1950-an membuat

konsumsi energi meningkat sangat pesat. Hal ini

membuat pemakaian bahan bakar fosil (minyak bumi,

gas alam dan batubara) secara besar-besaran tidak

terhindarkan. Bahan bakar fosil yang mudah di

eksplorasi dan dapat diperoleh dalam jumlah besar

adalah batubara dengan biaya yang tidak terlalu tinggi

menjadi sumber energi utama dunia selama berpuluh-

puluh tahun. Tetapi pemakaian bahan bakar batubara

secara besar-besaran juga membawa dampak yang

sangat serius terhadap lingkungan terutama isu global

warming dan hujan asam.

Batubara memiliki keunggulan dibandingkan

bahan bakar fosil lainnya, yaitu:

1. Jumlah batubara yang economically

exploitable lebih banyak.

2. Distribusi batubara di seluruh dunia lebih

merata.

Batubara juga memiliki kelemahan, antara lain:

1. Karena komposisi coal adalah CHONS +

Ash, coal identik dengan bahan bakar yang

kotor dan tidak ramah lingkungan.

2. Dibanding bahan bakar fosil lainnya, jumlah

kandugan C per mol dari batubara jauh lebih

besar.

Jenis-jenis Batubara

Batubara dengan mutu yang rendah, seperti

batu bara muda dan sub-bitumen biasanya lebih lembut

dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti

tanah.

Batubara muda memilih tingkat kelembaban

yang tinggi dan kandungan karbon yang rendah, dan

dengan demikian kandungan energinya rendah.

Batubara dengan mutu yang lebih tinggi

umumnya lebih keras dan kuat dan seringkali berwarna

hitam cemerlang seperti kaca.

Batubara dengan mutu yang lebih tinggi

memiliki kandungan karbon yang lebih banyak, tingkat

kelembaban yang lebih rendah dan menghasilkan energi

yang lebih banyak.

Antrasit adalah batubara dengan mutu yang

paling baik dan dengan demikian memiliki kandungan

karbon dan energi yang lebih tinggi serta tingkat

kelembaban yang lebih rendah.

Pengolahan batubara

Batubara yang langsung diambil dari bawah

tanah, disebut batubara tertambang run-of-mine (ROM),

seringkali memiliki kandungan campuran yang tidak

diinginkan seperti batu dan lumpur dan berbentuk

Kimia industri

Universitas jambi

PENENTUAN CALORIFIC VALUE BATUBARA

CARA ISOPERIBOL

Gohi Sinabariba

F0A013004

2

pecahan dengan berbagai ukuran. Namun demikian

pengguna batubara membutuhkan batubara dengan

mutu yang konsisten. Pengolahan batubara juga disebut

pencucian batubara (coal benification atau coal

washing) mengarah pada penanganan batubara

tertambang (ROM Coal) untuk menjamin mutu yang

konsisten dan kesesuaian dengan kebutuhan pengguna

akhir tertentu.

Pengolahan tersebut tergantung pada

kandungan batubara dan tujuan penggunaannya.

Batubara tersebut mungkin hanya memerlukan

pemecahan sederhana atau mungkin memerlukan proses

pengolahan yang kompleks untuk mengurangi

kandungan campuran.

Untuk menghilangkan kandungan campuran,

batubara terambang mentah dipecahkan dan kemudian

dipisahkan ke dalam pecahan dalam berbagai ukuran.

Pecahan-pecahan yang lebih besar biasanya diolah

dengan menggunakan metode pemisahan media

padatan. Dalam proses demikian, batubara dipisahkan

dari kandungan campuran lainnya dengan diapungkan

dalam suatu tangki berisi cairan dengan gravitasi

tertentu, biasanya suatu bahan berbentuk mangnetit

tanah halus. Setelah batubara menjadi ringan, batubara

tersebut akan mengapung dan dapat dipisahkan,

sementara batuan dan kandungan campuran lainnya

yang lebih berat akan tenggelam dan dibuang sebagai

limbah.

Pecahan yang lebih kecil diolah dengan

melakukan sejumlah cara, biasanya berdasarkan

perbedaan kepadatannya seperti dalam mesin

sentrifugal. Mesin sentrifugal adalah mesin yang

memutar suatu wadah dengan sangat cepat, sehingga

memisahkan benda padat dan benda cair yang berada di

dalam wadah tersebut.

Metode alternatif menggunakan kandungan

permukaan yang berbeda dari batubara dan limbah.

Dalam pengapungan berbuih, partikel-partikel

batubara dipisahkan dalam buih yang dihasilkan oleh

udara yang ditiupkan ke dalam rendaman air yang

mengandung reagen kimia. Buih-buih tersebut akan

menarik batubara tetapi tidak menarik limbah dan

kemudian buih-buih tersebut dibuang untuk

mendapatkan batubara halus. Perkembangan teknologi

belakangan ini telah membantu meningkatkan

perolehan materi batubara yang sangat baik.

Kondisi pada saat sampling

Calorific value dapat dipengaruhi oleh

kondisi pada saat batubara tersebut di Sampling. Yang

termasuk dalam kondisi sampling

adalah :

Kondisi batubara pada saat disampling

Size distribusi sample batubara yang diambil

terlalu besar atau terlalu kecil.

Cuaca pada saat pengambilan sample.

Calorivic value adalah nilai kalori yang

dihasilkan dalam pembakaran batubara. Dan ini adalah

hal yang paling penting dalam suatu bahan bakar

termasuk batubara. Satuannya biasa di tulis dalam

Kkal/Kg, Cal/gram, MJ/kg, Btu/lb.

Sifat kalori tergantung pada peringkat

batubara, semakin tingi peringkat batubara semakin

tinggi nilai kalorinya. Nilai kalori sangat dipengaruhi

oleh kadar abu dan kadar air suatu batubara, dalam

batubara yang sama semakin besar kadar air dan atau

abu maka nilai kalori akan semakin kecil.

III. PROSEDUR KERJA

3.1 Alat Dan Bahan

3.1.1 Alat

Calorimeter Bomb dilengkapi dengan water

handling system, water cooler, printer, dsb.

Kawat nichrome.

Tabung gas oksigen berisi gas oksigen.

3.1.2 Bahan

Batubara

3

3.2 Skema Kerja

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Hal yang dicari Nilai

Cawan nikel kosong 8,8862 gram

Nilai panas 22.890 mj/ks atau

5474,1 cal/g

Sampel sisa + cawan

setelah dipanaskan

9,131 gram

4.2 Pembahasan

Cara kerja kalorimeter bom ( 5E-C5500 )

Sejumlah tertentu zat yang akan diuji ditempatkan

dalam cawan platina dan sebuah "kumparan besi

yang diketahui beratnya (yang juga akan dibakar)

ditempatkan pula pada cawan platina sedemikian

sehingga menempel pada zat yang akan diuji.

Kalorimeter bom kemudian ditutup dan tutupnya

lalu dikencangkan.

Setelah itu "bom" diisi dengan O2 hingga

tekanannya mencapai 25 atm.

Kemudian "bom" dimasukkan ke dalam

kalorimeter yang diisi air.

Setelah semuanya tersusun, sejumlah tertentu

aliran listrik dialirkan ke kawat besi dan setelah

terjadi pambakaran, kenaikan suhu diukur.

Kapasitas panas (atau harga air) bom, kalorim-

eter, pengaduk, dan termometer ditentukan.

Prinsip kerja kalorimeter bomb ( 5E-C5500 )

Kalorimeter bomb merupakan suatu

piranti lain yang banyak digunakan untuk

penentuan nilai kalor bahan padat dan cair.

Pengukuran kalorimeter bomb dilakukan pada

kondisi volume konstan tanpa aliran atau dengan

kata lain reaksi pembakaran dilakukan tanpa

menggunakan nyala api melainkan menggunakan

gas oksigen sebagai pembakar dengan volume

konstan atau tegangan tinggi. Prinsip kerjanya

ialah contoh bahan bakar yang akan diukur

dimasukan ke dalam benjana logam yang

kemudian diisi oksigen pada tekanan tinggi. Bom

itu ditempatkan di dalam bejana berisi air dan

bahan bakar itu di nyalakan dengan sambungan

listrik dari luar. Suhu diukur sebagai fungsi waktu

setelah penyalaan. Pada saat pembakaran suhu

bom tinggi oleh karena itu keseragaman suhu air

di sekeliling bom harus dijaga dengan suatu

pengaduk . Selain itu dalam beberapa hal tertentu

diberikan pemanasan dari luar melalui selubung

air untuk menjaga supaya suhu seragam agar

kondisi bejana air adiabatic.

Calorific Value atau disebut juga

Specific Energy, higher heating value merupakan

parameter yang sangat penting, karena pada

dasarnya yang dibeli dari batubara adalah energi.

Nilai CV yang dibutuhkan oleh pengguna

batubara bervariasi tergantung dari design

peralatan yang dibuat. Ada yang memerlukan

Calorific value tinggi, ada yang menengah,

bahkan ada pula yang kalori rendah. Pada

prinsipnya batubara yang dibakar pada suatu

industri atau boiler harus memiliki nilai kalori

yang sesuai dengan kapasitas energi yang

ditargetkan dapat tersupply yang telah disesuaikan

dengan design boiler tersebut. Untuk mencapai hal

tersebut pengguna batubara biasanya membeli

batubara dari shipper tertentu yang memiliki nilai

kalori sesuai dengan yang dibutuhkan dan

konsisten. Dalam hal ini pengguna batubara

tersebut menggunakan single type coal. Akan

tetapi ada pula pengguna batubara yang membeli

batubara dengan nilai kalori yang bervariasi dari

yang rendah, sedang ,sampai tinggi. Namun coal

feed yang dimasukan kedalam boiler nilai

kalorinya harus tetap sesuai dengan design boiler

tersebut. Dalam hal ini batubara yang bervariasi

tersebut diblending. Yang kedua ini biasanya

disebabkan oleh alasan ekonomi dan di mana

dengan cara ini harga batubara dapat diatur. Dan

1 gram batubara

Dimasukkan pada cawan nikel yang

sudah ditimbang

Diikatkan kawat nikrom pada

electroda bom ( harus bersentuhan

dengan permukaan sampe l )

Dimasukkan kedalam kalorimeter

bom dan di tutup

Diisi dengan oksigen dengan cara

parr bomb disambungkan dengan

oksigen

Tekan tombol start pada kalorimeter bomb

Dianalisis data di software

Nilai panas

4

juga supaya terjamin bahwa supply batubara yang

diperlukan dapat terus secara konsisten sehingga

tidak terjadi kekurangan bahan bakar.

Menggunakan single supplier biasanya riskan

konsistensinya karena apabila perusahaan tersebut

mengalami masalah dan stop produksinya maka

akan berdampak sangat besar terhadap

kelangsungan industri tersebut terutama dalam

supply energi.

Percobaan ini bertujuan untuk

menentukan panas pembakaran dengan

menggunakan bom kalorimeter, dimana prinsip

dari pada bom kalorimeter adalah bekerja pada

sistem terisolasi yang tidak ada perpindahan, baik

energi maupun massa. Hal yang pertama

dilakukan pada percobaan ini adalah mengisi

tabung bom kalorimeter dengan sampel batu bara

sebanyak 1 gram dan kawat sepanjang 10 kal/cm.

dimana kawat ini membentuk huruf V dan hanya

menyentuh sampel batu bara tanpa menyentuh

wadah dari sampel maupun dari dinding tabung

bom kalorimeter.

Kemudian mengisi jaket bom

kalorimeter dengan 2 liter aquadest, tujuan

penggunaan aquadest yang diletakkan di dalam

jaket bom kalorimeter adalah untuk menstabilkan

suhu dalam sistem sehingga panas dalam sistem

tertutup ini merata pada semua sisi dari bom

kalorimeter, disamping itu pula aqudest

merupakan cairan penghantar listrik yang baik.

Setelah itu tabung bom kalorimeter yang berisi

sampel tersebut ditutup rapat lalu diberi gas

oksigen pada tekanan 26-30 atm. Setelah itu

dimasukkan ke dalam jaket bom kalorimeter

dengan posisi yang sesuai lalu menyalakan bom

kalorimeter tersebut.

Dari analisa data maka

didapatkan energi panas pembakaran dari sampel

batubara sebesar 5474,1 kalori/gram. Hal ini

berarti dalam 1 gram sampel batubara terdapat

5474,1 kalori setiap gramnya yang ada dalam

sampel tersebut sedangkan menurut teori batas

antara batubara muda dan batubara tua terletak

pada nilai kalori sebesar 5700 Kcal/Kg, hal ini

berarti nilai kalori yang didapatkan pada

percobaan sedikit berbeda dengan nilai kalori

secara teori. Hal ini dapat disebabkan batubara

yang digunakan pada percobaan sudah tersimpan

sedikit lama sehingga mengakibatkan sedikit

perbedaan nilai kalori.

V. KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini

adalah panas pembakaran dari sampel batu

bara sebesar 5474,1 kalori/gram.

DAFTAR PUSTAKA

Tim pengampuh praktikum teknik

pembakaran. 2015. Modul praktikum Teknik

Pembakaran. UNJA ; Jambi