perhitungan neraca panas kiln
DESCRIPTION
kiln indarung v semen padangTRANSCRIPT
5.4.3 Neraca Energi pada Kiln
Rotary Kiln
Keterangan : Panas Masuk
Q1 : Panas yang dibawa umpan kiln
Q2 : Panas dari pembakaran batu bara
Q3: Panas dari udara sekunder
Q4: Panas yang dibawa udara primer
Q5: Panas sensible batu bara
Q6 : Panas H2O dalam batu bara
Panas Keluar
Q7 : Panas dari gas hasil pembakaran batu bara
Q8: Panas dari CO2 hasil kalsinasi
Q9 : Panas disosiasi
Q10 : Panas yang dibawa H2O dalam batu bara
Q11 : Panas yang hilangQ12: Panas konduksiQ13: Panas konveksiQ14: Panas radiasi
Q15: Panas dari klinker yang keluar dari kiln1) PANAS INPUTa. Panas dari Umpan KilnTemperatur = 900 C + 273 = 1173 K
Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi klinker umpan kiln dengan Cp masing masing :Komponenm (kg)Cp (kkal/kmol.K)BM (kg/kmol)T (K)Tref (K)
SiO2 73.19010,87 + 0,008712 T 241.200 T-2601173298
Al2O3 18.29022,08 + 0,008971 T 522.500 T-21021173298
Fe2O3 12.07024,27 + 0,01604 T 423.400 T-21041173298
CaCO3 sisa kalsinasi126.85019,68 + 0,01189 T 307.600 T-21001173298
MgCO3 sisa kalsinasi 1.77016,9841173298
CaO167.54010,00 + 0,00484 T 108000 T-2561173298
MgO 2.01010,86 + 0,001197 T ( 208700 T-2401173298
Q SiO2 = m
= m
= 73.190 kg kkal/kmol.K
= 73.190 kg
kkal/kmol.K
= 1.062.294.088 kkal.kg/kmol = 17.704.901,46 kkalGunakan cara yang analog dengan perhitungan di atas untuk menghitung kalor masing masing komponen, sehingga diperoleh total kalor semua komponen :
Komponenm (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
SiO2 73.190241,9017.704.901,46
Al2O3 18.290233,19 4.265.063,48
Fe2O3 12.070293,26 3.539.660,03
CaCO3 sisa kalsinasi126.850241,0230.573.357,76
MgCO3 sisa kalsinasi 1.770176,04 311.593,75
CaO167.540207,0434.688.253,49
MgO 2.010243,76 489.959,04
Total91.572.789,02
b. Panas dari Pembakaran Batu Bara
Temperatur = 70 C + 273 = 343 K
Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi batu bara umpan kiln dengan Hc masing masing :
Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)T (K)Tref (K)
C10.520 - 0,45300,012343298
H 760 0,22280,001343298
O 1.890 0,00000,032343298
N 180 0,00000,028343298
S 130 0,07100,032343298
H2O 1.290 68,31740,018343298
SiO2 650202,46000,060343298
Al2O3 370399,09000,102343298
Fe2O3 60198,50000,104343298
CaO 790151,70000,056343298
MgO 20143,84000,040343298
Total16.660
Q S = m Hc = 130 kg (0,071 kkal/mol)
= 9,23 kkal.kg/mol = 288,44 kkal Gunakan cara yang analog dengan perhitungan di atas untuk menghitung kalor masing masing komponen, sehingga diperoleh total kalor semua komponen :Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)Q (kkal)
C10.520 - 0,45300,012 -397.130,00
H 760 0,22280,001 169.337,95
O 1.890 0,00000,032 0,00
N 180 0,00000,028 0,00
S 130 0,07100,032 288,44
H2O 1.290 68,31740,0184.896.080,33
SiO2 650202,46000,0602.193.316,67
Al2O3 370399,09000,1021.447.679,41
Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)Q (kkal)
Fe2O3 60198,500,104 114.519,23
CaO 790151,700,0562.140.053,57
MgO 20143,840,040 71.920,00
Total16.66010.636.065,61
c. Panas Sensibel Batu Bara
Diketahui data sebagai berikut.m (kg)Cp (kJ/kg. C)Cp (kkal/kg. C)T (C)Tref (C)
Batu bara16.6001,260,30117025
Sehingga diperoleh :
m (kg)Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
Panas batu bara16.60013,55225.770,08
d. Panas H2O Batu Bara
Diketahui data sebagai berikut.m (kg)Cp (kkal/kg. C)T (C)Tref (C)
H2O batu bara1.2901,00017025
Sehingga diperoleh :
m (kg)Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
Panas H2O batu bara1.29045,004558.055,81
e. Panas dari Udara SekunderDiketahui data sebagai berikut.
m (kg)Cp (kkal/kmol. C)T (C)Tref (C)BM (kg/kmol)
Udara sekunder141.7400,02894 + (0,4147 10-5 T) + (0,3191 10-8 T2) (1,965 10-12 T3)1.2002529
Sehingga diperoleh :
m (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
Panas udara sekunder141.7401,3037184.791,75
f. Panas dari Udara PrimerDiketahui data sebagai berikut.
m (kg)Cp (kkal/kmol. C)T (C)Tref (C)BM (kg/kmol)
Udara primer15.7500,02894 + (0,4147 10-5 T) + (0,3191 10-8 T2) (1,965 10-12 T3)202529
Sehingga diperoleh :
m (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
Panas udara primer15.750- 0,005- 78,84
g. Panas Disosiasi
Diketahui data sebagai berikut.
Komponenm (kg)Hc (kkal/mol)BM (kg/mol)T (C)Tref (C)
CaCO3126.850289,50,100100025
MgCO3 1.770261,70,084100025
Sehingga diperoleh :
Komponenm (kg)Hc (kkal/kg)Q (kkal)
CaCO3126.850 2.895,00367.230.750,00
MgCO3 1.7703.115,48 5.514.392,86
Total372.745.142,86
Maka diperoleh total panas input sebagai berikut.
PANAS INPUTQ (kkal)
Panas umpan kiln 91.572.789,02
Panas pembakaran batubara 10.636.065,61
Panas udara sekunder 184.791,75
Panas udara primer -78,84
Panas sensibel batubara 225.770,08
Panas H2O batubara 58.055,81
Panas disosiasi372.745.142,86
Total475.422.536,27
2) PANAS OUTPUT
a. Panas Klinker Panas
Temperatur = 1400 C + 273 = 1673 K
Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi klinker panas yang keluar dari kiln dengan Cp masing masing :
Komposisim (kg/jam)Cp (kkal/kmol.K)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)
SiO2 73.84010,87 + 0,008712 T 241.200 T-2167329860
Al2O3 18.67022,08 + 0,008971 T 522.500 T-21673298102
Fe2O3 12.13024,27 + 0,01604 T 423.400 T-21673298104
CaO239.37010,00 + 0,00484 T 108000 T-2167329856
MgO 2.87010,86 + 0,001197 T ( 208700 T-2167329840
Total346.880
Q SiO2 = m
= m
= 73.840 kg kkal/kmol.K
= 73.840 kg
kkal/kmol.K
= 1.926.214.657 kkal.kg/kmol = 32.103.577,61 kkalGunakan cara yang analog dengan perhitungan di atas untuk menghitung kalor masing masing komponen, sehingga diperoleh total kalor semua komponen :
Komposisim (kg/jam) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
SiO273.840434,7732.103.577,61
Al2O318.670402,70 7.518.376,64
Fe2O312.130518,64 6.291.122,50
Komposisim (kg/jam) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
CaO239.370357,3385.534.770,65
MgO 2.870399,24 1.145.806,94
Total346.880132.593.654,34
b. Panas CO2 Hasil Kalsinasi
Diketahui data sebagai berikut.
m (kg)Cp (kkal/kmol.K)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)
CO2 56.74010,34 + 0,00274 T 195.500 T-2 47329844
Sehingga diperoleh :
m (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
CO2 56.74039,80972.258.801,63
c. Panas Gas Hasil Pembakaran (GHP)
Temperatur = 200 C + 273 = 473 K
Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi GHP yang keluar dari kiln dengan Cp masing masing :
Komponenm (kg)Cp (kkal/kmol.K)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)
CO2 38.58010,34 + 0,00274 T 195.500 T-247329844
N2124.6006,5 + 0,001 T47329828
SO2 2707,7 + 0,0053 T - 0,00000083 T247329864
Cp (kkal/kg.C)T (C)Tref (C)
H2O 8.1701,007620025-
Diperoleh kalor masing masing komponen dan total kalor semua komponen :
Komponenm (kg) Cp dT (kkal/kg)Q (kkal)
CO2 38.58039,811.535.857,72
N2124.60043,035.362.083,13
SO2 27026,30 7.100,56
Cp dT (kkal/kg)
H2O 8.170176,331.440.616,10
Total8.345.657,50
d. Panas H2O dalam Batu BaraTemperatur = 200 C + 273 = 473 K
Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 K
Diketahui data sebagai berikut.m (kg)Cp (kkal/kg.K)
H2O dalam batu bara1.2900,4849
(kkal/kmol)BM (kg/kmol)
Panas laten H2O1.29010.52018
Sehingga diperoleh kalor masing masing :
Q (kkal)
H2O dalam batu bara 46.918,20
Panas laten H2O753.933,33
Total800851,53
e. Panas Konduksi
Diketahui data sebagai berikut.k (kkal/m.C)Tdalam (C)Tluar (C)x (m)D (m)L (m)
Baja Kiln3,699814005000,055,684
Qkonduksi = k A
= 3,6998 kkal/m.C (3,14 m 84 m)
= 98.365.800 kkalf. Panas Konveksi
Diketahui data sebagai berikut.
hc (kkal/m2.C)Tdalam (C)Tluar (C)x (m)D (m)A (m2)L (m)
Udara5,592614005000,255,71.503,4384
Qkonveksi = hc A T = 5,5926 kkal/m2.C 1.503,43 m2 (1400 500) C = 7.567.284,42 kkalg. Panas Radiasi
Diketahui data sebagai berikut.
(W/m2.K4)Tdalam (K)Tluar (K)x (m)D (m)A (m2)L (m)
Baja Kiln5,669 10-816737730,055,71.503,43840,78
Qradiasi =
Sehingga diperoleh :Q (kkal)
Baja Kiln1,23
Maka diperoleh total panas output sebagai berikut.
PANAS OUTPUTQ (kkal)
Panas klinker keluar 132.593.654,34
Panas CO2 hasil kalsinasi 2.258.801,63
Panas GHP 8.345.657,50
Panas H2O batubara 46.918,20
Panas laten H2O 753.933,33
Panas konduksi 98.365.800,27
Panas konveksi 7.567.284,42
Panas radiasi 1,23
Panas yang hilang 225.490.485,34
Total 475.422.536,27
Diperoleh neraca energi pada kiln :
PANAS INPUTQ (kkal)PANAS OUTPUTQ (kkal)
Panas umpan kiln 91.572.789,02Panas klinker keluar 132.593.654,34
Panas pembakaran batubara 10.636.065,61Panas CO2 hasil kalsinasi 2.258.801,63
Panas udara sekunder 184.791,75Panas GHP 8.345.657,50
Panas udara primer -78,84Panas H2O batubara 46.918,20
Panas sensibel batubara 225.770,08Panas laten H2O 753.933,33
Panas H2O batubara 58.055,81Panas konduksi 98.365.800,27
Panas disosiasi372.745.142,86Panas konveksi 7.567.284,42
Panas radiasi 1,23
Panas yang hilang 225.490.485,34
Total475.422.536,27 475.422.536,27
5.4.4 Neraca Energi pada Cooler
Cooler
Keterangan : Panas Masuk
Q1 : Panas yang dibawa klinker panasQ2 : Panas dari cooling air Panas Keluar
Q3: Panas udara sekunder Q4: Panas udara tersierQ5: Panas udara buangQ6 : Panas debu ke EPQ7 : dari klinker yang keluar dari coolerQ8: Panas yang hilang1) Panas Input
a. Panas Klinker yang Keluar dari KilnTemperatur = 1400 C + 273 = 1473 K
Temperatur referensi = 25 C + 273 = 298 KKomposisi klinker umpan kiln dengan kalor masing masing dan totalnya :
Komponenm (kg) Cp dT (kkal/kg)T (K)Tref (K)BM (kg/kmol)Q (kkal)
SiO2 73.840353,1914732986026.079.193,67
Al2O3 18.670332,1514732981026.201.249,95
Fe2O3 12.130423,7814732981045.140.426,18
CaO239.370294,5814732985670.514.735,14
MgO 2.870336,18147329840964.842,46
Total346.880108.900.447,40
b. Panas Cooling Airm (kg) Cp dT (kkal/kg)T (C)Tref (C)Q (kkal)
Panas cooling air682.0400,004029252.733,26
Total panas input dari cooler :PANAS INPUTQ (kkal)
Panas klinker keluar dari kiln108.900.447,40
Panas cooling air 2.733,26
Total108.903.180,66
2) Total Panas Output dari CoolerPANAS OUTPUTm (kg) Cp dT (kkal/kg)T (C)Tref (C)Q (kkal)
Panas klinker keluar cooler336.66023,8300 120258.021.261,16
Panas udara sekunder141.740 1,1235105025 159.249,44
Panas udara tersier157.490 0,9500 90025 149.093,21
Panas udara buang382.80042,0000 20025 16.077.600,00
Panas debu ke EP 17.72051,4500 20025 911.694,00
Panas yang hilang83.584.282,85
Total Output108.903.180,66
Q5
Q4
Q6
Q3W
Q14
Q1
Q15
Q2
Q13
Q12
Q11
Q9
Q8
Q7
Q10
Q5
Q4
Q6
Q3W
Q1
Q7
Q8
Q2
RAHAYU WULANDARI / 110405052BUNGA INDAH SARI / 110405082
_1486667062.unknown
_1486813201.unknown
_1486813283.unknown
_1486813292.unknown
_1486813344.unknown
_1486813217.unknown
_1486744725.unknown
_1486792432.unknown
_1486792571.unknown
_1486794793.unknown
_1486787352.unknown
_1486667582.unknown
_1486666943.unknown
_1486666966.unknown