Belajar Memaknai

Urip Mung Mampir Ngombe

Teknologi UBC: Menggoreng Batubara

Posted by imambudiraharjo on September 8, 2009

Berdasarkan data BP Statistical Review of World Energy, Juni 2009, cadangan batubara yang dapat terambil (mineable reserve) di Indonesia berjumlah 4.33 milyar ton, dengan persentase  antara batubara kualitas tinggi dengan batubara muda (batubara kualitas rendah) masing – masing adalah 39.72% dan 60.28%. Secara umum, batubara kualitas tinggi yang dimaksud disini adalah bituminus dan antrasit, sedangkan batubara muda terdiri dari sub-bituminus dan terutama lignit.

Dengan karakteristikya yang memenuhi aspek teknis secara pemanfaatan dan ekonomis dari segi pengusahaannya, maka batubara bituminus menjadi obyek utama industri pertambangan batubara sampai sejauh ini. Pemanfaatan batubara bituminus ini diantaranya adalah untuk bahan bakar pembangkit listik, keperluan industri semen, serta industri kertas.

Sedangkan untuk batubara muda, karakteristiknya yang khas adalah kadar air yang tinggi, yang menyebabkan kalorinya bernilai rendah. Selain menyebabkan efisiensi pembakaran yang rendah, keadaan ini akan mengakibatkan biaya angkut per kalorinya menjadi tinggi. Disamping itu, batubara jenis ini dalam kondisi kering juga mudah mengalami swabakar (spontaneous combustion). Oleh karena itu dari segi handling, misalnya pengangkutan jarak jauh maupun penumpukan dalam jangka waktu lama di stock yard, batubara kualitas muda kurang memiliki nilai ekonomis, sehingga mayoritas pemanfaatannya selama ini adalah untuk bahan bakar PLTU mulut tambang (mine-mouth power plant).

Meskipun demikian, bukan berarti batubara muda ini tidak prospektif sama sekali. Tidak sedikit batubara muda yang memiliki keunggulan performa dari segi konsideran lingkungan, seperti kadar abu dan sulfur yang rendah. Selain itu, posisi cadangannya yang secara umum dekat dengan permukaan tanah akan menyebabkannya memiliki nisbah pengupasan (stripping ratio) yang rendah sehingga dari segi penambangan akan ekonomis.Dengan semakin berkurangnya cadangan batubara bituminus yang layak tambang ditambah dengan cadangan batubara muda yang melimpah, maka upaya pemanfaatan batubara muda perlu mendapat perhatian yang lebih serius di Indonesia.

Sebenarnya, upaya pemanfaatan batubara muda secara efektif melalui berbagai teknik dewatering atau reformasi sudah banyak dilakukan sejak lama. Meskipun demikian, sedikit saja yang akhirnya sampai pada tahap komersial dalam skala besar, yang diakibatkan oleh kondisi pemrosesan yang tidak ekonomis, misalnya aplikasi suhu dan atau tekanan yang tinggi.

Berdasarkan prosesnya, beberapa metode upgrading batubara diantaranya adalah teknik evaporasi, teknik non evaporasi, serta mechanical dewatering. Tulisan ini hanya akan membahas teknologi Upgraded Brown Coal (UBC) yang merupakan bagian dari teknik evaporasi. Di Indonesia, proyek UBC sudah memasuki tahap demonstration plant.

Upgraded Brown Coal (UBC)

UBC adalah teknik memanaskan dan membuang air (dewatering) pada batubara di dalam media minyak yang bahan utamanya adalah minyak ringan (light oil), dan bersamaan dengan itu mengabsorpsikan minyak berat (heavy oil) seperti aspal secara selektif ke dalam pori – pori batubara. Minyak berat tadi sebelumnya ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam media minyak, kurang lebih 0.5wt% (air dried base). Melalui pemrosesan di dalam media minyak ini, tidak hanya kalorinya yang naik, tapi muncul pula sifat anti air (water-repellent characteristic) dan penurunan kecenderungan swabakar (lower spontaneous combustion propensity) pada produk yang dihasilkannya.

Gbr 1

Gambar 1. Prinsip UBC

(Sumber: JCOAL Journal Vol 5, Sep 2006, hal 16)

Sebagaimana ditampilkan oleh gambar di bawah 2 di bawah ini, proses UBC secara garis besar terbagi menjadi 4:

Gbr 2

Gambar 2. Diagram alir proses UBC

(Sumber: http://www.tekmira.esdm.go.id/)

  1. Pembuatan slurry, yaitu dengan mencampur batubara yang telah digerus halus hingga menjadi serbuk (fine coal) dengan minyak ringan (misalnya kerosin), serta ditambah sedikit minyak berat atau residu (misalnya aspal).
  2. Pengeringan (slurry dewatering), yaitu memanaskan slurry pada suhu 150 derajat Celcius pada tekanan 350kPa, untuk menghilangkan air pada batubara dan selanjutnya mengabsorpsikan minyak berat pada pori – pori batubara tersebut. Terdapat 3 tahapan pada proses ini, yaitu dewatering, upgrading, dan stabilisasi.
  3. Pemisahan batubara dan minyak (coal oil separation), yaitu memisahkan minyak ringan dari batubara yang telah di-upgrade. Minyak ringan akan diresirkulasi, selanjutnya digunakan sebagai bahan  campuran pada pembuatan slurry yang merupakan proses awal.
  4. Perlakuan produk. Bila akan dikirim ke tempat lain, maka produk yang berupa batubara serbuk itu dapat dibentuk menjadi briket atau slurry (UBC-water mixture). Sedangkan bila akan digunakan di lokasi, misalnya untuk pembangkit listrik, maka produk dapat digunakan langsung tanpa dibentuk lagi.

Dengan tahapan proses di atas, UBC memiliki beberapa karakteristik khusus, diantaranya adalah:

  1. Kondisi pengeringan yang moderat, yaitu temperatur 140~180 derajat Celsius dan tekanan 350kPa, menyebabkan reaksi kimia tidak berlangsung sehingga memudahkan penanganan air limbah.
  2. Konsumsi energi yang lebih sedikit karena memanfaatkan kalor laten uap air yang berasal dari batubara untuk memanaskan slurry.
  3. Absorpsi minyak berat ke dalam pori – pori batubara muda akan menstabilkan kondisi batubara itu, sehingga kecenderungan swabakar dapat diturunkan.

UBC dan Teknologi Upgrading Lainnya

Dibandingkan dengan energi primer lainnya seperti minyak dan gas, batubara memiliki cadangan yang lebih besar dengan harga yang lebih murah. Oleh karena itu, pemanfaatan batubara muda secara efektif juga mensyaratkan biaya yang kompetitif untuk proses upgrading-nya.

Gambar 3 di bawah ini menampilkan perbandingan beberapa teknik pemrosesan yang digunakan untuk meng – up grade kualitas batubara.

Gbr 3

Gambar 3. Teknik upgrading & kondisi prosesnya

(Sumber: JCOAL Journal Vol 5, Sep 2006, hal 16)

Pada kelompok A, penguapan dan reaksi kimia tidak terjadi pada saat proses berlangsung. Contohnya adalah proses pressed dewatering.

Untuk kelompok B, penguapan akan terjadi selama proses berlangsung, sedangkan reaksi kimia tidak akan terjadi. Contohnya adalah UBC, steam tube dryer, vapor fluidized bed dehydration.

Pada kelompok C, penguapan tidak terjadi selama proses, tapi reaksi kimia akan berlangsung. Contohnya adalah proses Fleissner, heat water treatment (HWT), KFUEL+.

Dan pada kelompok D, baik penguapan maupun reaksi kimia akan terjadi pada saat proses. Contohnya adalah proses ENCOAL, SYNCOAL, dan KFUEL.

Pada dasarnya, kondisi proses yang ekstrem, misalnya temperatur dan atau tekanan yang tinggi, akan menyebabkan biaya proses juga meningkat. Dari gambar 3 di atas, proses pada kelompok C mensyaratkan tekanan tinggi. Sedangkan pada kelompok D prosesnya mengharuskan kondisi suhu tinggi. Selain itu, pirolisis dan oksidasi sebagian (partial oxidation) juga  akan menyertai proses pada kelompok D ini, sehingga recovery rate-nya rendah. Oleh karena itu, aplikasi proses pada kelompok C dan D ini tidak sampai pada tingkat komersial skala besar.

Sedangkan pada kelompok B, meskipun biaya proses dapat ditekan terkait dengan suhu proses yang rendah, tapi kalor laten penguapannya besar. Hal ini berakibat pada konsumsi energi yang besar, disamping timbulnya potensi swabakar pada produk yang dihasilkannya.

Dengan memperhatikan karakteristik UBC yang telah diterangkan di atas, maka kelemahan pada kelompok B tersebut dapat dihilangkan, sehingga produk yang unggul dengan biaya yang kompetitif dapat dicapai.

Berikut ini disajikan hasil uji coba terhadap sampel batubara muda dari  beberapa daerah di Indonesia, yang diproses di pilot plant UBC berkapasitas 3 ton/hari yang terletak di Palimanan, Cirebon.

Tabel 1. Hasil proses UBC

(Sumber: JCOAL Journal Vol 5, Sep 2006, hal 18)

Tabel 1

Gbr 4

Gambar 4. Perbandingan karakteristik pembakaran

(Sumber: JCOAL Journal Vol 5, Sep 2006, hal 19)

Gbr 5

Gambar 5. Perbandingan karakteristik swabakar

(Sumber: JCOAL Journal Vol 5, Sep 2006, hal 19)

Referensi:

  1. Furukawa, H, Sekai no sekitan jijou (waarudo kooru syouroku), JCOAL Journal Vol. 13, Juni 2009.
  2. Ohtaka, Y, UBC purosesu (tei hin i tan kaishitsu gijutsu), JCOAL Journal Vol. 3, Januari 2006.
  3. Shigehisa, T, UBC oogata jisshou purojekuto, JCOAL Journal Vol. 5, September 2006.
  4. http://www.tekmira.esdm.go.id/
  5. http://www.bp.com/

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: