peningkatan nilai kalor batubara

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Konsumsi batubara didunia  diperkirakan akan terus   menerus dari waktu ke waktu terutama dikawasan Asia. Cadangan batubara lignit terhitung sekitar 48% dari total cadangan batubara didunia, sementara itu  di Asia  cadangan bat ubara lignit mencapai 30%, sedangkan di Indonesia mencapai 60% dari total cadangan batubara. Meskipun jumlah batubara lignit yang dikonsumsi terhitung sekitar 30% dari total produksi batubara dunia. Jumlah yang dikonsumsi di Asia terhitung hanya 10% dari t otal produksi batubaranya.  Terutama di Indonesia,   praktek –   praktek p enambangan  cenderung  batubara bitumine dan sub-bitumine yang kualitasnya lebih

 tinggi yang lebih banyak ditambang  dan diproduksi  karena memproduksi    batubara lignit kurang ekonomis dan ti da k  dapat memenuhi kriteria pasar. Dengan demikian dapat diprediksi bahwa yang  tersisa  dimasa mendatang adalah sejumlah besar cadangan batubara lignit yang tidak bisa dimanfaatkan.  Oleh karena peluang untuk mengisi potensi pasar batubara masih terbuka luas, baik dipakai langsung sebagai sumber energi pada pembangkit listrik maupun dieksport keluar negeri, maka promosi pemanfaatan akan batubara lignit harus sedini mungkin dijadikan isu yang amat penting bagi Indonesia.   Untuk menaikkan kualitas batubara ligni t menjadi batubara yang kualitasnya seperti batubara antrasit agar bisa dimanfaatkan, oleh karena itu perlu adanya teknologi peningkatan ku alitas batubara lignit.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian batubara?

2.      Apa saja jenis-jenis batubara?

3.      Bagaimana nilai panas batubara?

C.    Tujuan

1.      Mengetahui definisi batubara.

2.      Mengetahui jenis-jenis batubara.

3.      Mengetahui nilai kalor batubara.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Definisi Batubara

Batubara adalah substansi heterogen yang dapat terbakar dan terbentuk dari banyak komponen yang mempunyai sifat saling berbeda. Batubara dapat didefinisikan sebagai satuan sedimen yang terbentuk dari dekomposisi tumpukan tanaman selama kira-kira 300 juta tahun. Dekomposisi tanaman ini terjadi karena proses biologi dengan mikroba dimana banyak oksigen dalam selulosa diubah menjadi karbondioksida (CO₂) dan air (H₂O). Kemudian perubahan yang terjadi dalam kandungan bahan tersebut disebabkan oleh adanya tekanan, pemanasan yang kemudian membentuk lapisan tebal sebagai akibat  pengaruh panas   bumi dalam jangka waktu berjuta -juta tahun, sehingga lapisan tersebut akhirnya memadat dan mengeras. Pola yang terlihat dari proses perubahan bentuk tumbuh–tumbuhan hingga menjadi batubara yaitu dengan terbentuknya karbon. Kenaikan kandungan karbon dapat menunjukkan tingkatan batubara. Dimana tingkatan batubara yang paling tinggi adalah antrasit, sedang tingkatan yang lebih rendah dari antrasit akan lebih banyak mengandung hidrogen dan oksigen.

Batubara adalah benda padat berwarna coklat hingga hitam, kekerasannya kurang dari 3 skala mohs disebut ‘’Paytogenous rock’’  atau batuan  berasal dari diagnesia tumbuhan (flora) sebagai mineral energy berupa batuan yang dapat dibakar membara dan memberikan energi panas berkomposisi organic maseral sedikit mineral dengan penyusun unsur utama yaitu karbon (C), serta sedikit unsur oksigen (O), hidrogen (H), dan nitrogen (N). Sifat kimia berbagai jenis batubara ditentukan oleh jenis dan jumlah unsur  kimia yang terkandung dalam tumbuh-tumbuhan asalnya.

Selain kandungan C, H dan O juga terdapat kandungan lain yaitu belerang (S), nitrogen (N) , dan kandungan mineral lainnya seperti silica, aliminium, besi, kalsium dan magnesium yang pada saat pembakaran batubara akan tertinggal sebagai abu. Karena batubara merupakan bahan galian fosil padat yang sangat heterogen, maka batubara mempunyai sifat yang berbeda  –  beda apabila diperoleh dari lapisan yang berbeda  –  beda. Bahkan untuk satu lapisan  dapat menunjukkan sifat yang berbeda pada lokasi   yang berbeda pula.

Adapun beberapa unsur dan kondisi yang menyebabkan suatu tumbuh-tumbuhan itu bisa  berubah menjadi batubara antara lain yaitu:

- Bakteri pembusuk

- Temperature

- Waktu

- Tekanan

Waktu pemanasan juga merupakan hal yang berpengaruh terhadap tingkat pematangan batubara, dimana waktu pemanasan yang lebih lama akan menghasilkan tingkat pematangan batubara yang lebih tinggi. Oleh karena itu batubara yang berumur lebih tua akan mempunyai tingkat pembatubaraan (Coalitification) yang lebih tinggi.

Tekanan juga merupakan pengaruh terhadap proses pematangan batubara, hanya saja pengaruhnya relative kecil bila dibandingkan dengan temperature dan waktu dalam hal ini tekanan hanya berfungsi untuk memadatkan bahan organic dan menekan keluar kandungan air yang ada di dalam batubara.

Perubahan komposisi kimia jenis batubara mulai dari jenis gambut (Peat) sampai pada jenis antrasit disebut tingkatan batubara (Coal rank). Tingkatan atau peringkat batubara dapat ditentukan dengan berpedoman pada beberapa parameter yang sangat penting diantaranya adalah analisis ultimat dan analisis proksimat.

B.     Proses Terbentuknya Batubara

Batubara terbentuk sisa-sisa tumbuhan yang sudah mati dengan cara yang sangat kompleks dan memerlukan  waktu  yang  sangat lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) yang dipengaruhi oleh proses fisika dan kimia ataupun keadaan geologi.  Komposisi kimia batubara hampir sama dengan komposisi kimia jaringan tumbuhan, keduanya mengandung unsur utama yang terdiri dari unsur C, H, O, N, S, P. hal ini mudah dimengerti karena batubara terbentuk dari jaringan tumbuhan yang telah mengalami proses pembatubaraan (coalification).

Apabila jaringan tumbuhan dibakar dalam suasana reduksi, yaiitu dengan cara sesudah jaringan tumbuhan disulut dengan api kemudian diatas tumpukan ditutup tanah agar tidak berhubungan dengan udara luar (agar jaringan tumbuhan tidak terbakar) maka jaringan tumbuhan (kayu) akan menjadi arang kayu. Agar nyala api yang ada di dalam kayu mati, maka kayu tersebut segera disiram dengan air sehingga terbentuknya arang kayu. Makin keras kayu yang dipergunakan sebagai bahan baku, arang kayu yang dihasilkan mutunya makin baik. Komposisi kimia utama arang kayu serupa dengan komposisi kimia utama batubara.

Perbedaannya, arang kayu dapat dibuat sebagai hasil rekayasa dan inovasi manusia selama jangka waktu yang pendek, dengkan batubara terbrntuk oleh proses alam selama jangka waktu ratusan hingga ribuaan juta tahun. Karena batubara terbentuk oleh proses alam, maka banyak parameter yang akan berpengaruh pada pembentukan batubara. Makin tinggi intensitas parameter yang berpengaruh makin tinggi mutu barubara yang terbentuk.

C.    Jenis-Jenis Batubara

Batubara terbentuk dengan cara yang sangat kompleks dan memerlukan waktu yang lama (puluhan sampai jutaan tahun) dibawah pengaruh fisika, kimia, ataupun keadaan geologi. Berdasarkan dari mutu  atau tingkatannya batubara dikelompokkan menjadi kelas :

1.      Lignit

Lignit merupakan batubara peringkat rendah dimana kedudukan lignit dalam tingkat klasifikasi batubara berada pada daerah transisi dari jenis gambut ke batubara.  Lignit adalah batubara yang berwarna hitam dan memiliki tekstur seperti kayu. 

2.      Sub-bitumine 

Batubara jenis ini merupakan peralihan antara jenis lignit dan bitumine. Batubara jenis ini memiliki warna hitam yang mempunyai kandungan air, zat terbang, dan oksigen yang tinggi serta memiliki kandungan karbon yang rendah. Sifat-s ifat tersebut menunjukkan bahwa batubara jenis sub -bitumine ini merupakan batubara tingkat rendah.

3.      Bitumine

Batubara jenis ini merupakan batubara yang berwarna hitam dengan tekstur ikatan yang baik. 

4.      Antrasit

Antrasit merupakan batubara paling tinggi tingkatan yang mempunyai kandungan karbon lebih dari 93% dan kandungan zat terbang kurang dari 10%. Antrasit umumnya lebih keras, kuat dan seringkali berwarna hitam  mengkilat seperti kaca.

D.    Minyak Tanah

Minyak bumi atau petroleum adalah cairan kental berminyak yang mudah terbakar. Minyak bumi terbentuk secara alamiah dalam endapan didalam tanah. Selama jutaan tahun, sisa–sisa tanaman dan binatang tertumpuk kedasar laut yang dalam.  Begitu lautan surut, materi tanaman tertutup oleh lapisan endapan seperti pasir, tanah liat, dan materi lainnya. Karena terkubur jauh di bawah lapisan tanah, materi tanaman dan binatang itu sebagian membusuk menjadi minyak mentah yang  akhirnya meresap ke ruangan–ruangan diantara lapisan batu. Karena lempeng tektonik bergerak, batuan terlipat menjadi lipatan–lipatan sehingga petrolium terkumpul dalam kantong–kantong. Biasanya minyak mentah muncul ke permukaan karena tekanannya sendiri. Setelah itu harus dipompa atau dipaksa naik dengan penyuntikan air, gas atau udara. Lalu, jaringan pipa atau tanki membawa minyak mentah ke pengilangan. Di pengilangan minyak, minyak mentah diubah menjadi gas alam, bensin, aspal, bahan bakar diesel dan minyak tanah. 

Minyak tanah dengan specific gravity pada 60/60^oF max 0,835  merupakan komponen kimia dari minyak bumi yang dipisahkan dengan proses distilasi  kemudian setelah diolah lagi menjadi minyak tanah,dll.  Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, senyawaan hidrogen dan karbon yang sebagian besar seri alkana tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. Miny ak tanah terbuat dari rantai diwilayah C10  sampai C15 Senyawaan dari minyak bumi ini semua dalam bentuk cair dalam suhu ruangan.

Minyak tanah memiliki titik didih antara 150^oC  –  300^oC  dan tidak berwarna.  Digunakan selama  bertahun  –  tahu n sebagai alat bantu penerangan, memasak, water heating, dll yang umumnya merupakan pemakaian domestik (rumahan).

E.     Minyak Residu

Minyak residu merupakan produk bawah dari proses distilasi minyak bumi. Merupakan fraksi paling berat dari minyak mentah, biasanya dijual sangat murah dan kadang –  kadang hanya dianggap sebagai prod uk samping dari kilang.  Komposisi dari residu dipengaruhi oleh jenis minyak dan jenis proses pemurnian (refinery) yang digunakan. Jumlah yang dihasilkan tiap minyak mentah akan berbeda, begitu juga dengan sifat residu yang akan dihasilkan. Minyak residu (residu minyak bumi) terdiri dari gugus hidrokarbon serta gugus heteroatom seperti sulfur, nitrogen, oksigen, logam (Fe,Ni,V ).  Heteroatom merupakan elemen  –  elemen lain dalam residu selain  karbon dan hi drogen. Sulfur 2 -7% berat, nitrogen 0,2 -0,7% berat, oksigen 1% berat,   Vanadium 100-1000 ppm dan nikel 20-200 ppm. Minyak residu diyakini mempunyai kandungan hidrogen yang tinggi dan mampu sebagai donor hydrogen.

Minyak residu yang digunakan selain membantu  dalam memutuskan gugus oksigen, menjaga kestabilan kadar air bawaan batubara pasca proses juga dapat menurunkan temperatur proses yang digun akan.   Pada   penelitian ini menggunakan minyak residu dengan titik didih >300^oC.   Pemanfaatan residu dari kilang minyak merupakan terobosan baru untuk mensinergikan pabrik batubara muda dengan kilang minyak.  Keuntungan lain dari penggunaan minyak residu adalah meningkatnya kelayakan teknis minyak yang dihasilkan seperti berkurangnya senyawa aromatis yang bersifat racun, dan meningkatkan  an gka setana produk fraksi diesel.

F.     Peningkatan Nilai Kalor Batubara

Semakin tinggi suhu pencampuran bahan, semakin tinggi pula nilai kalor. Hal ini disebabkan karena pada keadaan itu terjadi pelepasan senyawa organik  (volatile matter), kadar air dan kadar abu   semakin menurun serta  fixed carbon  meningkat sehingga akan meningkatkan nilai kalor.  Nilai kalor tertinggi terdapat pada suhu 200^oC dan waktu 70 menit yaitu dengan nilai 6692 Kcal/kg. Suhu dan waktu campuran batubara,  minyak tanah dan minyak residu berpengaruh terhadap peningkatan nilai kalor batubara.

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Batubara adalah substansi heterogen yang dapat terbakar dan terbentuk dari banyak komponen yang mempunyai sifat saling berbeda. Batubara memiliki beberapa jenis, antara lain: Lignit, Sub-bitumine, Bitumine, Antrasit. Semakin tinggi suhu pencampuran bahan, semakin tinggi pula nilai kalor. Hal ini disebabkan karena pada keadaan itu terjadi pelepasan senyawa organik  (volatile matter), kadar air dan kadar abu   semakin menurun serta  fixed carbon  meningkat sehingga akan meningkatkan nilai kalor.