Analisis proksimat batubara adalah metode umum yang digunakan untuk menentukan parameter kualitas batubara secara cepat dan kuantitatif. Proses analisis ini didasarkan pada pemisahan batubara mentah menjadi komponen-komponennya yang utama, yaitu kadar air, abu, karbon, dan bahan yang mudah terbakar. Analisis proksimat batubara biasa digunakan dalam industri untuk menentukan kualitas batubara dan juga dalam penelitian-penelitian ilmiah mengenai lingkungan dan energi. Artikel berikut akan membahas secara mendetail tentang masing-masing parameter pada analisis proksimat batubara.
1. Kadar Air /Moisture
Kandungan air dalam batubara dinyatakan sebagai persentase berat total yang terkandung pada sampel batubara. Kadar air pada batubara mentah sangat tinggi, biasanya berkisar antara 20-30% untuk batubara keras dan sub-bituminous, dan bahkan lebih tinggi untuk batubara lignit. Batubara ditambang di bawah tanah atau di atas tanah, dan sebelum diproses, biasanya dipotong menjadi bentuk yang lebih kecil. Pada tahap ini, kadar air batubara dapat menjadi lebih tinggi akibat paparan kelembapan lingkungan sekitar.
Selain itu, kadar air juga sangat dipengaruhi oleh keadaan geografis, cuaca, musim, dan tingkat pengolahan yang digunakan. Kadar air pada batubara biasanya diukur dengan membandingkan berat batubara sebelum dan sesudah pengeringan pada kondisi dan waktu yang ditentukan. Dalam analisis proksimat batubara, kadar air biasanya dinilai terlebih dahulu untuk menghitung persentase unsur-unsur lain yang terkandung dalam batubara.
Kadar air batubara memengaruhi nilai kalorinya, kandungan karbon, dan kadar abu. Batubara dengan kandungan air yang lebih tinggi memerlukan energi yang lebih banyak untuk mengeringkannya, yang menghasilkan kurangnya nilai kalori batubara. Batubara dengan kadar air yang tinggi juga mengandung lebih banyak senyawa pengotor, sehingga meningkatkan produk limbah seperti gas NOx dan SOx. Oleh karena itu, pengurangan kadar air pada batubara diperlukan untuk meningkatkan efisiensi pembakaran dan mengurangi emisi gas buang.
2. Kadar Abu
Abu merupakan sisa mineral yang tersisa setelah batubara dibakar dan biasanya terdiri dari silikon, aluminium, titanium, pengecatan besi dan kalsium. Kadar abu dalam batubara didefinisikan sebagai persentase berat total abu dalam sampel batubara. Kandungan abu dalam batubara bervariasi tergantung pada lokasi penambangan, konstitusi geologis, metode pengolahan, dan jenis batubara.
Batubara dengan kadar abu yang rendah biasanya memiliki nilai kalori yang lebih tinggi, karena kadar abu yang lebih rendah menunjukkan sedikit pengotor atau mineral. Ini berarti kurangnya mineral yang terkandung pada batubara, membuat batubara lebih mudah terbakar, dan kurang membutuhkan banyak energi untuk mempertahankan suhu pembakaran yang efisien. Kadar abu yang rendah juga menghasilkan sedikit residu, sehingga mengurangi jumlah limbah yang dihasilkan dari pembakaran batubara.
Kadar abu pada batubara akan mempengaruhi efisiensi pembakaran dan kualitas abu yang dihasilkan. Oleh karena itu, pada umumnya, penggunaan batubara dengan kadar abu yang rendah lebih diutamakan dalam industri ketimbang batubara dengan kadar abu yang tinggi.
3. Kandungan Karbon/Fixed Carbon
Kandungan karbon adalah unsur penting dalam nilai kalori batubara dan menunjukkan kemampuan batubara dalam menghasilkan energi ketika dibakar. Kandungan karbon didefinisikan sebagai persentase berat total karbon yang terkandung dalam sampel batubara. Semakin tinggi kadar karbon dalam batubara, semakin baik kualitas dan nilai batubara.
Sebaliknya, batubara dengan kandungan karbon yang rendah akan mempengaruhi nilai kalori dan kualitas batubara. Batubara dengan kandungan karbon yang rendah akan menghasilkan lebih sedikit energi saat dibakar, dan lebih banyak emisi gas buang seperti SOx dan NOx.
Kandungan karbon dalam batubara tergantung pada jenis batubara, yaitu bituminous, antrasit, lignite, dan sub-bituminous. Batubara dengan kandungan karbon paling tinggi biasanya adalah antrasit, yang memiliki kandungan karbon lebih dari 90%. Disamping itu, batubara bituminous memiliki kandungan carbon antara 45-86%, sementara batubara sub-bituminous dan lignite memiliki kandungan karbon yang lebih rendah.
4. Bahan yang Mudah Terbakar /Volatile Matter
Bahan yang mudah terbakar biasanya terkandung dalam batubara mentah atau batubara yang baru diekstraksi. Bahan ini terdiri dari senyawa organik dan dapat terbakar dengan mudah. Bahan yang mudah terbakar didefinisikan sebagai persentase berat total senyawa organik seperti hidrokarbon yang terkandung dalam batubara.
Bahan yang mudah terbakar dalam batubara mempengaruhi efisiensi combustor dan efisiensi konversi termal pada sumber energi batubara. Selain itu, senyawa organik yang terkandung dalam bahan yang mudah terbakar dalam batubara dapat menghasilkan emisi gas buang seperti CO dan CH4. Oleh karena itu, pengukuran bahan yang mudah terbakar dalam batubara sangat penting untuk menghitung nilai kalori batubara dan mengurangi emisi gas buang selama pembakaran.
Seperti yang dijelaskan sebelumnya, jenis batubara sangat menentukan kadar karbon dalam batubara. Ada empat jenis batubara yang umum digunakan, yaitu antrasit, bituminous, sub-bituminous, dan lignit. Masing-masing jenis batubara memiliki karakteristik fisik dan kimia yang berbeda, serta memberikan nilai kalori dan efisiensi pembakaran yang berbeda pula.
Antrasit adalah jenis batubara yang paling kuat dan berwarna hitam mengkilat. Batubara antrasit menghasilkan nilai kalori tertinggi dan sedikit pengotor. Sedangkan, bituminous memiliki kandungan karbon yang lebih rendah daripada antrasit, sehingga menghasilkan nilai kalori yang lebih rendah dibandingkan jenis antrasit. Bituminous cenderung lebih lembut dan memiliki warna kelabu sampai hitam-pekat.
Sub-bituminous adalah jenis batubara yang kurang keras, memiliki nilai kalori lebih rendah dibandingkan bituminous, dan dapat menghasilkan abu. Sedangkan lignit, jenis batubara yang paling lembut dengan kadar air dan pengotor tinggi, memiliki nilai kalori paling rendah, dan produksi residu yang paling banyak dibandingkan jenis batubara lain.
Analisis proksimat batubara sangat penting dalam menentukan kandungan utama dalam batubara, termasuk kadar air, abu, karbon, dan bahan mudah terbakar. Setiap parameter tersebut mempengaruhi nilai kalori, efisiensi pembakaran, dan penggunaan batubara dalam industri. Oleh karena itu, pemilihan batubara untuk tujuan khusus harus didasarkan pada analisis proksimat dan pengetahuan tentang jenis batubara yang paling sesuai untuk aplikasi tertentu. Nyatanya, selain parameter-parameter proksimat diatas, terdapat banyak parameter lain yang juga harus diperhatikan, seperti sulfur, kalori laten, volatilitas, dan lain sebagainya untuk menentukan kandungan komponen batubara yang sesuai dan tepat.
Komentar
Posting Komentar