makalah pencegahan pencemaran
Post on 07-Jul-2018
245 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
1/20
MAKALAH MINIMISASILIMBAH INDUSTRI
PEMBANGKIT TENAGA DARI
PENCEGAHAN PENCEMARAN
DANNY LEONARDI - 1306403711
GERALDI ANDIKA - 1306403705
KELLY AMELINDA - 1306409311
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
2/20
DAFTAR ISI
BAB I. KEGIATAN INDUSTRI PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK BERBAHAN
DASAR BATU BARA......................................................................................
1.1. Ulasan Mengenai Penggunaan Batu Bara Sebagai Sumber Energi Listri ......
1.!. Sistem Pembangit Listri Tenaga Ua" Berba#an Dasar Batu Bara..............4
1.$. P%lutan &ari Sistem PLTU Berba#an Dasar Batu Bara...............................6
BAB II. USAHA MINIMISASI LIMBAH PLTU BERBAHAN DASAR BATU BARA
SE'ARA UMUM............................................................................................!
$.1. Fly Ash sebagai Pengganti P%rtlan& 'ement.............................................!
$.!. Fly Ash sebagai Ba#an Dasar Batu Bata...................................................9
$.$. Fly Ash sebagai Bet%n Ringan................................................................9
$.(. Fly Ash sebagai Material K%nstrusi )alan.............................................10
$.*. Fly Ash sebagai Material Peer+aan Tana#.............................................11
$.,. -l As# untu Gr%uting......................................................................11
$./. Fly Ash untu Stabilisasi Tana#............................................................11
BAB III. MINIMISASI '0! DARI LIMBAH BATUBARA..................................1
$.1. Pr%ses Minimisasi '0! "a&a Pembangit Listri Tenaga Batubara.............13
$.1.1. Mengganti )enis Batubara ang Digunaan......................................13
$.1.!. Meningatan Eisiensi Pembangit Listri Tenaga Batubara.............14
$.1.$. Ten%l%gi Pemanaatan Kembali '0! sebagai Mineral Karb%nat..........1!
DA-TAR PUSTAKA......................................................................................19
1
http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988875http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988875http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988875http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988880http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988880http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988880http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988889http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988889http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988889http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988880http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988880http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988875http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/HYPERLINK%23_Toc445988875
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
3/20
BAB I
KEGIATAN INDUSTRI PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK BERBAHAN
DASAR BATU BARA
1.1. Ulasan Mengenai Penggunaan Batu Bara Sebagai Sumber Energi Listri
Pembangkit energi listrik merupakan salah satu kebutuhan yang tidak dapat
lagi dipungkiri pada zaman globalisasi saat ini. Seperti yang sudah hampir setiap
orang rasakan bahwa hampir seluruh alat di sekeliling mereka membutuhkan listrik
untuk dapat berfungsi, seperti televisi, handphone, lampu, air conditioner , dan lain
sebagainya. Tentunya, semua listrik itu tidak muncul begitu saja, namun dihasilkan
dari pusat-pusat pembangkit yang tersebar di berbagai daerah, tergantung sumber
energi yang digunakan. Terdapat banyak sekali alternatif sumber energi yang dapat
dimanfaatkan untuk dikonversi menjadi energi listrik, seperti panas bumi, ombak laut,
angin, air, dan lain sebagainya.
eskipun demikian, masih terdapat pula pusat-pusat pembangkit energi listrik
yang masih menggunakan bahan bakar fosil, yaitu berbahan dasar minyak bumi dan
juga batu bara. !egara-negara yang menggunakan bahan bakar fosil seperti ini
meliputi negara yang berada dalam daerah "sia, seperti #ina dan juga $ndia. %engannaiknya permintaan akan kebutuhan listrik tiap tahunnya, kedua negara ini masih
mengandalkan batu bara sebagai sumber utama pembangkit listrik untuk berbagai
aplikasi, mulai dari skala rumah tangga hingga industri. %iperkirakan bahwa sekitar
&'-&() energi listrik yang dihasilkan masih berasal dari batu bara. *leh karena itu,
diperkirakan bahwa batu bara masih akan memainkan peran utama sebagai sumber
utama untuk pembangkit energi listrik dalam kedua negara tersebut +*skarsson,
&.
/atu bara merupakan jenis-jenis padatan yang dapat terbakar +combustible
dan berupa sedimen dan biasa ditemui dalam bentuk batuan organik. /atu bara
terbentuk dari sisa-sisa tumbuhan yang mengalami perubahan ekstrim di antara batuan
akibat tekanan dan suhu yang tinggi selama jutaan tahun. 0omponen utama yang
terkandung dalam batu bara adalah karbon. !amun, terdapat pula kandungan
komponen lain seperti hidrogen, oksigen, sulfur, dan bahan-bahan lainnya. /eberapa
parameter yang biasa digunakan untuk mengetahui baik tidaknya suatu batu bara
adalah nilai kalorinya, kadar abu, kelembaban +kadar air, dan juga kadar sulfur.
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
4/20
#$"% 1.1. B&%$"'"( )&*(+ B", B"%" B(,#(*/+ (%( ","+2 S$$(,#(*/+ "*"* ","+2 L('*(,& (%( $""2 A*,%"
/erdasarkan kadar karbon yang dikandung dan ketersediaannya, batu bara
dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu1
Bituminous. 2enis batu bara ini merupakan jenis yang memiliki ketersediaan yang
tinggi, dan juga paling sering digunakan sebagai sumber energi untuk pembangkit
listrik. 0adar karbon dari batu bara bituminous berkisar antara 3() hingga 45),
dengan nilai pemanasan +heating value berkisar antara '('' /T6 hingga ((''
/T6.
Subbituminous. /atu bara jenis ini memiliki kadar sulfur yang lebih rendah, dan
memiliki kadar karbon 7() hingga 3(), dengan heating value 47'' /T6 hingga
7''' /T6.
Lignite. /atu bara jenis ini memiliki kadar karbon yang paling rendah
dibandingkan yang lain, yaitu sebesar 8() hingga 7(), dengan kadar
kelembaban dan abu yang tinggi, dan juga heating value yang terendah, dengan
kisaran 3''' /T6 hingga 47'' /T6.
Anthracite. /atu bara jenis ini memiliki kadar karbon yang paling tinggi, yaitu
berkisar antara 45) hingga 4), dengan heating value sekitar (''' /T6.
/atu bara merupakan salah satu sumber energi terbesar yang digunakan untuk
menghasilkan listrik, di mana lebih dari 3') energi listrik yang dihasilkan di dunia
berasal dari pemrosesan batu bara. /atu bara sendiri merupakan sumber kedua untuk
energi primer yang mencakup 7') dari kebutuhan energi di dunia. 9ang
menyebabkan batu bara banyak digunakan sebagai sumber energi adalah
ketersediaannya yang melimpah, harganya terjangkau, mudah dipindahkan, disimpan,
3
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
5/20
G"#$"% 1.. S" %/+&+ 8"%( I*,&'%",&8 G"+(",(/* C/#$(*&8 C:;&
dan digunakan, serta bebas dari masalah-masalah geopolitis. :al-hal tersebut
menyebabkan batu bara sbagai salah satu sumber daya yang banyak digunakan.
!amun, hal yang menjadi permasalahan dalam penggunaan batu bara sebagai
sumber energi untuk pembangkit energi listrik adalah banyaknya polutan dalam
berbagai fasa yang dihasilkan dari pemrosesannya. 6ntuk kasus tertentu, hal ini dapat
berkaitan pula dengan efisiensi dari konversi energi yang terjadi dan juga optimasi
dari sistem pembangkit tersebut. :al-hal tersebut akan dibahas pada bagian-bagian
selanjutnya.
1.!. Sistem Pembangit Listri Tenaga Ua" Berba#an Dasar Batu Bara
Perkembangan dari sistem pembangkit listrik berbahan dasar batu bara sudah
terjadi sejak lama, dan sudah banyak inovasi yang dilakukan untuk meningkatkan
efisiensi konversi energi dari batu bara. Salah satu inovasi yang dilakukan adalah
dengan menerapkan sistem $;## + Integrated Gasification Combined Cycle, yang
memanfaatkan proses gasifikasi dari batu bara untuk menghasilkan fuel gas dan
steam untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan energi listrik. /erikut adalah
skema proses dari $;##.
Proses yang terjadi dalam $;## adalah sebagai berikut. ;asifikasi. Terdapat 7 jenis gasifier yang dapat digunakan untuk proses $;##,
yaitu1
o Entrained flow gasifier . "lat jenis ini dapat menggunakan feed yang kering
maupun dalam bentuk wet slurry, dan memerlukan ukuran pertikel batu bara
yang kecil. "lat ini cocok digunakan untuk semua jenis batu bara dengan suhu
operasi yang lebih tinggi dari titik lebur abu. *leh karena itu, konversi dari
karbon menjadi fuel gas dapat terjadi dengan hampir sempurna. "lat jenis ini
memerlukan peniupan oksigen dan bukan udara.
4
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
6/20
o Gasifier . "lat jenis ini beroperasi pada suhu ''
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
7/20
#eat recovery dan steam generator . 0edua proses ini ada di dalam satu tempat di
mana terjadi pertukaran panas dari aliran pemanas berupa aliran flue gas yang
sudah keluar dari turbin, kepada steam sebagai objek yang ingin dipanaskan.
Tujuan dari proses ini adalah untuk menggunakan kembali energi yang sudahhilang dari flue gas, dan memindahkannya pada steam untuk nantinya digunakan
sebagai fluida kedua yang menggerakkan turbin gas dan menghasilkan listrik.
1.$. P%lutan &ari Sistem PLTU Berba#an Dasar Batu Bara
>imbah hasil pembakaran batubara ini terbagi menjadi 3 jenis, yaitu dijelaskan
sebagai berikut1
Fly Ash 2Abu laang3
Persentase total yang terbentuk1 (&)Sebuah produk dari pembakaran batu bara di boiler untuk menghasilkan
listrik. 6mumnya ditangkap di cerobong asap pabrik atau stack melalui perangkat
kontrol partikulat +misalnya, pengendap elektrostatis atau filter kain. >imbah ini
sebagian besar terdiri dari kaca bola, mirip seperti bedak.
Pada intinya fly ash mengandung unsur kimia antara lain silika +Si*8,
alumina +"l8*7, fero oksida +?e8*7 dan kalsium oksida +#a*, juga
mengandung unsur tambahan lain yaitu magnesium oksida +g*, titanium
oksida +Ti*8, alkalin +!a8* dan 08*, sulfur trioksida +S*7, pospor oksida
+P8*( dan carbon. ?aktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan
teknis dari fly ashadalah tipe batubara, kemurnian batubara, tingkat
penghancuran, tipe pemanasan dan operasi, metoda penyimpanan dan
penimbunan.
o ?ly ash kelas ?1 merupakan fly ashyang diproduksi dari pembakaran batubara
anthracite atau bituminous, mempunyai sifat pozzolanic dan untuk
mendapatkan sifat cementitious harus diberi penambahan @uick lime, hydrated
lime, atau semen. ?ly ashkelas ? ini kadar kapurnya rendah +#a* A ').
o ?ly ash kelas #1 diproduksi dari pembakaran batubara lignite atau sub-
bituminous selain mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-
cementing +kemampuan untuk mengeras dan menambah strength apabila
bereaksi dengan air dan sifat ini timbul tanpa penambahan kapur. /iasanya
mengandung kapur +#a* B 8').
Bottom Ash 2Abu Dasar3
Persentase total yang terbentuk1 &)
6
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
8/20
Partikel abu seperti pasir kasar yang digumpalkan ini merupakan material
yang terlalu besar untuk dibawa dalam gas buang. Partikel menumbuk dinding
tungku atau jatuh melalui panggangan terbuka menuju wadah abu di bagian
bawah tungku. aterial diambil dari dasar tungku boiler baik dalam bentuk
kering atau sebagai lumpur +melalui penambahan air . "bu ini memiliki struktur
permukaan berpori dan kasar, dengan ukuran butir mulai dari pasir halus hingga
kerikil halus.
Flue Gas Desulfurization (FGD) Material
Persentase total yang terbentuk1 83)
$lue Gas %esulfuri!ation adalah proses kimia yang dilaksanakan untuk
memenuhi persyaratan emisi di #lean "ir "ct berlaku untuk sulfur dioksida
+emisi yang terkait dengan hujan asam. Tujuan dari proses ini adalah untuk kimia
menggabungkan gas sulfur yang dilepas pada pembakaran batubara dengan
mereaksikannya dengan sorben, seperti batu gamping +kalsium karbonat , kapur
+kalsium oksida, atau amonia. Tergantung pada proses ?;% yang digunakan
pada pabrik tersebut, material mungkin merupakan lumpur basah atau bubuk
kering. >umpur basah cenderung didominasi kalsium sulfit atau kalsium sulfat.
/ahan kering umumnya terdiri dari campuran sulfit dan sulfat.
Boiler Slag 2Am"as B%iler3
Persentase total yang terbentuk1 A 8)2enis abu ini dikumpulkan di dasar tungku tertentu yang dipadamkan dengan
air. 0etika ampas cair dikontakkan dengan air pendingin, maka akan mengalami
pemecahan, pengkristalan, dan akhirnya membentuk pelet. /ahan ampas boiler
ini terdiri dari partikel keras, hitam, dan angular yang terlihat seperti kaca lembut.
Partikel seragam dalam ukuran, keras, dan tahan lama, dengan ketahanan
terhadap keausan.
BAB II
USAHA MINIMISASI LIMBAH PLTU BERBAHAN DASAR BATU
BARA SE'ARA UMUM
%i samping potensinya sebagai sumber energi alternatif yang relatif murah,
penggunaan batubara ini menghasilkan limbah yang dapat mencemari lingkungan,
yaitu limbah gas seperti #*8, !*C, #*, S*8, hidrokarbon dan limbah padat. >imbah-limbah tersebut berbahaya untuk kesehatan khususnya pada sistem pernafasan dan
7
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
9/20
kulit. *leh sebab itu menurut peraturan PP4(D, limbah abu layang dan abu
dasar ini dikategorikan sebagai limbah /7 +/ahan /eracun dan /erbahaya. $tu
sebabnya, perlu dipikirkan berbagai upaya untuk menangani dan memanfaatkan
limbah abu tersebut.
6ntuk dapat memanfaatkan limbah abu tersebut, perlu diketahui sifat fisik dan
kimianya. 0arena proses pembentukanya berbeda, fly ash dan bottom ash ini
memiliki karakteristik yang berbeda. Pada ulasan kali ini, akan lebih memfokuskan
usaha minimisasi limbah fly ash karena merupakan limbah yang paling banyak
dihasilkan dan paling toksik dibandingkan dengan jenis yang lain. 6saha minimisasi
dilakukan dengan memanfaatkan kembali fly ash menjadi bahan yang berguna.
Pemanaatan Fly AshEalaupun fly ash dapat digunakan dalam bentuk kering atau basah, fly ash
biasanya di simpan dalam kondisi kering. 0ira-kira ( sampai 7' ) air dapat
ditambahkan pada fly ash./erikut dibahas kontribusi fly ashpada pemakaian portland
cement, batu bata, beton ringan, material konstruksi jalan, material pekerjaan tanah,
campuran grouting, stabilisasi tanah untuk konstruksi jalan maupun stabilisasi tanah
untuk tanah-tanah yang bermasalah di $ndonesia.
$.1.Fly Ash sebagai Pengganti P%rtlan& 'ement
?ly ash digunakan untuk pengganti portland cementpada beton karena
mempunyai sifat pozzolanic. Sebagai pozzoland sangat besar meningkatkan strength,
durabilitas dari beton. Penggunaan fly ash dapat dikatakan sebagai faktor kunci pada
pemeliharaan beton tersebut. ?ly ash tersebut dapat menggantikan semen sampai 7')
berat semen yang dipergunakan dan dapat menambah daya tahan dan ketahanan
terhadap bahan kimia. /aru baru ini telah dikembangkan penggunaan penggantian
portland cement dengan prosentase volume fly ash yang tinggi +(') pada
perencanaan campuran beton, Produksi semen dunia pada tahun 8'' diperkirakan
mencapai 8 milyard ton, di mana penggantian dengan fly ash dapat mengurangi emisi
gas carbon secara dramatis.
$.!.Fly Ash sebagai Ba#an Dasar Batu Bata
Pada ei 8''&, :enry >iu pensiunan $nsinyur Sipil dari "merika
mengumumkan bahwa dia menemukan sesuatu yang baru terdiri dari fly ashdan air.
%ipadatkan pada 3''' psi dan diperam 83 jam pada temperatur 554
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
10/20
kemudian dikeraskan dengan bahan air entrainment, batu bata berakhir untuk lebih
dari '' freeze-thaw cycle. etode pembuatan batu bata ini dapat dikatakan
menghemat energi, mengurangi polusi mercuri dan biayanya 8') lebih hemat dari
pembuatan batu bata tradisional dari lempung. /atu bata dari fly ashkelas # dan di
press dengan mesin /aldwin :ydraulic.
Gambar !.1. 4ariasi Bentu &an 5arna Batu Bata &ari Fly Ash
$.$.Fly Ash sebagai Bet%n Ringan
/eton ringan dapat diproduksi langsung di tempat proyek, menggunakan peralatan
dan mould seperti beton konvensional. %ensity yang direkomendasikan .''' kg DmF
+kering oven Tipikal campuran untuk menghasilkan m7 dengan density .'''
kgDmF adalah sebagai berikut1
o #ement +Portland1' kg G 5 liters
o Pasir +' - 8 mm or finer1 37' kg G 53 liters
o ?ly-"sh1 7' kg G '' liters +estimasi
o "ir1 8(' kg G 8(' liters
o ?oam+neopor-5''1 387 liters
o Eet density.& kgDm7
Gambar !.!. Pr%&usi Bet%n Ringan &i La"angan
9
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
11/20
$.(.Fly Ash sebagai Material K%nstrusi )alan
?ly ash kelas ? dan kelas # keduanya dapat digunakan sebagai mineral filler
untuk pengisi voiddan memberikan kontak point antara partikel agregat yang lebih
besar pada campuran aspalt concrete. "plikasi ini digunakan sebagai pengganti
portland cementatau hydrated lime. 6ntuk penggunaan perkerasan aspal, fly ash harus
memenuhi spesifikasi fillermineral yang ada di "ST. Sifat hydrophobicdari fly
ashmemberikan daya tahan yang lebih baik untuk perkerasan dan tahan terhadap
stripping. ?ly ash juga dapat meningkatkan stiffness dari matriH aspalt, meningkatkan
daya tahan terhadap rutting dan meningkatkan durability campuran.
Gambar !.$. Approach Embankment "a&a Soft Soil
$.*.Fly Ash sebagai Material Peer+aan Tana#
?ly ash dapat efektif digunakan untuk bahan timbunan +embankment atau
bahan perkuatan. ?ly ash mempunyai koefisien keseragaman yang besar, terdiri dari
partikel ukuran lanau. Sifat-sifat teknik yang akan mempengaruhi penggunaan fly ash
pada embankment adalah termasuk distribusi butiran, karakteristik pemadatan, shear
strength& compressibility dan permeability. :ampir semua fly ash yang digunakan
untuk embankment adalah fly ash kelas ?.
$.,.-l As# untu Gr%uting
?ly ash ditambahkan pada grouting dengan semen untuk meningkatkan
kemudahan pencampuran, mengurangi biaya, dan meningkatkan daya tahan terhadap
sulfat.
10
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
12/20
$./.Fly Ash untu Stabilisasi Tana#
:asil penelitian dengan simulasi rainfall runoff yang dilakukan oleh Paul
/loom dan :ero ;ollany yang bertujuan untuk mengevaluasi potensi pelepasanbahan
inorganik termasuk mercury dan arsenic di lingkungan daerah stabilisasi tanah dengan
fly ash,menunjukkan bahwa runoff untuk stabilisasi tanah dengan fly ash memberikan
jumlah endapan yang paling sedikit dibandingkan dengan stabilisasi tanah dengan
kapur dan tanah tanpa distabilisasi.
Stabilisasi tanah dengan penambahan fly ash biasanya digunakan untuk tanah
lunak,subgrade tanah kelempungan dibawah jalan yang mengalami beban
pengulangan +repeated loading. Perbaikan tanah ini bisa menggunakan fly ash kelas
# maupun kelas ?. 2ika menggunakan fly ashkelas ? diperlukan bahan tambahan
kapur atau semen, sedangkan jika menggunakan fly ashkelas # tidak diperlukan
bahan tambahan semen atau kapur karena fly ashkelas # mempunyai sifat self
cementing.
-igure ( Pelasanaan Stabilisasi Tana# &engan Fly Ash untu )alan
BAB III
MINIMISASI '0! DARI LIMBAH BATUBARA
=misi gas #*8 di dunia selalu meningkat setiap tahunnya dan diprediksikan
akan terus mengalami peningkatan. :al ini dikarenakan banyaknya proses yang
dilakukan khususnya pembakaran yang menghasilkan gas buang karbon dioksida.
11
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
13/20
;ambar 7.. =misi gas #*8 dunia.
Tabel 7.. 2umlah emisi #*8 dan sumbernya.
Pr%6ess Number % s%ur6es Emissi%ns 2 Mt'0! r 7!3
P%8er 3,38 ',(7
'ement "r%&u6ti%n ,&( 78
Reineries 574 &4
Ir%n an& steel in&ustr 85 535
Petr%6#emi6al in&ustr 3&' 7&
0il an& gas "r%6essing !D" ('
0t#er s%ur6es ' 77
Bi%et#i6al an& bi% energ 7,'7
T%tal &,44& 7,355
%ari tabel di atas diketahui bahwa proses yang menghasilkan emisi gas #*8
terbanyak adalah proses pembangkit listrik. Sebanyak 4) dari emisi #* 8 dunia
berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, dimana 7')-3') nya berasal dari
pembakaran batubara +%emirbas, 8''(. ;as #*8 merupakan salah satu gas rumah
kaca yang dapat menyebabkan global warming, yaitu kenaikan suhu secara drastis
pada permukaan bumi. *leh karena itu, diperlukan proses pencegahan pencemaran
atau minimisasi limbah lebih lanjut pada pembangkit listrik tenaga batubara. %engan
mengurangi limbah gas #*8 pada pembangkit listrik tenaga batubara ini, maka secara
tidak langsung akan mengurangi sekitar 7') total emisi #*8 dunia.
1
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
14/20
$.1.Pr%ses Minimisasi '0! "a&a Pembangit Listri Tenaga Batubara
Proses minimisasi limbah #*8 hasil pembakaran batubara dapat dibagi ke
dalam dua garis besar proses yaitu reduksi pada sumber dan pemanfaatan limbah
+penggunaan kembali, daur ulang, dan perolehan kembali. Terdapat beberapa proses
minimisasi gas #*8 pada proses pembakaran batubara, diantaranya adalah1
$.1.1. Mengganti )enis Batubara ang Digunaan
Penyusun utama batubara adalah karbon, hidrogen, dan oksigen, dengan variasi
jumlah sulfur, debu, dan kelembaban sesuai dengan jenis batubara. Secara garis besar
terdapat empat jenis batubara berdasarkan kadar senyawa penyusunnya, yaitu1
a /ituminous
/ituminous merupakan jenis batubara yang paling banyak dan merupakan batubara yang paling sering digunakan sebagai pembangkit listrik. /atubara
ini memiliki kandungan karbon sebanyak 3() sampai 45), dan memiliki
nilai panas sebesar antaua '('' /T6 sampai (('' /T6 per pound.
b Subbituminous
Subbituminous banyak ditemukan di alaska dan memiliki kandungan karbon
sebesar 7() sampai 3(), dan nilai panas sebesar 47'' /T6 sampai 7'''
/T6. Subbituminous juga memiliki kadar sulfur yang paling rendah bila
dibandingkan dengan jenis batubara lainnya.c >ignite
>ignite memiliki kandungan karbon yang paling sedikit dibandingkan dengan
keempat jenis karbon lainnya, yaitu sebesar 8() hingga 7(), dan
mengandung kelembaban dan debu yang tinggi. "kan tetapi, nilai panas lignite
lebih rendah dibandingkan batubara lain yaitu antara 3'''/T6 sampa
47''/T6.
d "nthracite
"nthracite merupakan batubara dnegan kadar karbon tertinggi yaitu sekitar
45) hingga 4) dan nilai panas sebesar (''' /T6.
0andungan gas #*8 yang diemisikan dari pembangkit listrik tenaga batubara ini
bervariasi tergantung pada jenis batubara yang dibakar. Pembakaran batubara dengan
oksigen menyebabkan karbon dan hidrogen yang terdapat dalam batubara bereaksi
melepaskan emisi #*8 dan air, dengan variasi jumlah prosuk lainnya seperti oksida
dari sulfur, nitrogen, dan lainnya. 6mumnya, anthracite mengemisikan #*8 dengan
kadar yang paling besar per /T6 batubara yang dibakar diikuti dengan lignite,
13
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
15/20
subbituminous, dan bituminous. 0arbon dioksida yang dihasilkan dari pembakanran
ini dapat diminimisasi dengan menggunakan bahan baku batubara yang lebih baik,
meningkatkan efisiensi dari pembangkit listrik, dan mengurangi konsumsi batubara
secara keseluruhan.
$.1.!. Meningatan Eisiensi Pembangit Listri Tenaga Batubara
%engan meningkatkan efisiensi dari proses dalam pembangkit listrik tenaga
batubara dapat menurunkan emisi #*8 per unit listrik yang dihasilkan. Penurunan
emisi ini bertujuan untuk mengurangi kadar #*8 yang dilepaskan ke lingkungan,
dimana gas #*8 merupakan salah satu dari gas rumah kaca yang berbahaya bagi
lingkungan. 0inerja dari pembangkit listrik dapat diekspresikan dalam beberapa
pengukuran, termasuk laju aliran panas +efiesiensi konversi energi bahan bakar
menjadi energi listrik, dan efisiensi termal. Iumus sederhana dari laju aliran panas
pabrik untuk suatu periode tertentu dapat dituliskan sebagai berikut1
HR= F
E
dimana :I G laju aliran panas +/T6DkEh
? G energi panas yang disuplai oleh bahan bakar +batubara kepada pembangkit listrik
untuk suatu periode +/T6
= G energi yang dihasilkan dari pembangkit listrik untuk suatu periode waktu tertentu
+kEh
0arena kEh ekivalen dengan 738 /T6, maka efisiensi termal dapat dihitung
dengan persamaan sebagai berikut1
TE=(100 ) (3412 )
HR
dimana T= G efisiensi termal +)
%ari persamaan diatas dapat dilihat bahwa efisiensi termal berbanding terbalik
dengan laju aliran panas. *leh karena itu, laju alir panas yang rendah akan
meningkatkan efisiensi generasi listik, dimana untuk mengenerasi satu kEh tenaga
listrik dibutuhkan input panas yang lebih sedikit. *leh karena itu, apabila efisiensitermal unit generasi listrik ditingkatkan maka bahan bakar batubara yang dibutuhkan
14
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
16/20
untuk menghasilkan energy listrik dengan nilai tertentu akan lebih sedikit. :al ini
akan mengurangi jumlah batubara yang dibakar setiap prosesnya dan akan secara
langung mengurangi emisi gas #*8.
Selain itu, pada beberapa kasus pembangkit listrik setelah lama beroperasi maka
efisiensi termal akan turun yang akan mengakibatkan meningkatnya emisi gas #*8.
#ontohnya pada pembangkit listrik tenaga batubara, efisiensi termalnya akan menurun
setelah beroperasi di atas 7' tahun. Sebagian besar penurunan efisiensi termal ini
disebabkan oleh keausan mekanik yang dialami oleh komponen alat pada proses yang
berakibat pada kehilangan energi seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.2. Kehilangan Energi pada Alat Proses. Sumber : Campbell, R.J.
Increasing the Efficiency of Existing Coal- Fired Power Plants
Beberapa proses yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi termal guna
meminimalisir emisi gas #*8 dirangkum dalam tabel dibawah ini.
Tabel 8.8. Proses Peningkatan =fisiensi. Sumber1 Campbell, R.J. Increasing the
Efficiency of Existing Coal- Fired Power Plants
Ten%l%gi
Peningatan EisiensiDesri"si Kenaian Eisiensi
0"timisasi K%ntr%l
Pembaaran
0ontrol pembakaran mengatur
batubara dan laju alir udara untuk mengoptimalkan produksi steam yang
',() hingga ',43)
15
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
17/20
digunakan untuk menggerakan turbin.
Teknologi ini terdiri atas beberapa
instrumen yang mengukur kadar
karbon di debu hasil pembakaran,
kadar oksigen, dan metriks pembakaran.
Mengganti
Ke#ilangan Kal%r
Sistem Pen&ingin
%ilakukan pengurangan kehilangan
kalor dari air pendingin ysng keluar
dari kondenser. Teknik yang
digunakan adalah mengganti bahan
isian dari menara pendingin
+permukaan transfer panas dan tuning
menara pendingin dan kondenser.
',8) hingga )
Pemanaatan Kembali
Panas Gas Hasil
Pembaaran
Temperatur gas hasil pembakaran
yang keluar dari sistem pemanasandapat bervariasi dari 8(' hingga 7('
℉ berdasarkan pada temperatur
dew point asam dari gas hasil
pembakaran, dimana hal ini
bergantung pada konsentrasi fasa uap
asam sulfur dan kelembaban. Pada
pembangkit listrik dengan sistem ?;%
basah, gas hasil pembakaran ini
didinginkan hingga mencapai 8(
℉ dengan menggunakan reagent
slurry ?;%. Panas yang hilang dari
sistem pendinginan ini dimanfaatkan
kembali sebagai energi untuk
memanaskan boiler
',7) hingga ,()
Ran '%al Dring /atubara subbituminous dan lignite
mengandung moisture yang cukupa
banyak +()-3') dibandingkandengan batubara bituminous +kurang
dari '). 2umlah panas yang
dignifikan yang dilepas selama
pembakaran batubara low-rank
dipakai untuk mengevaporasi moisture
ini, daripada membentuk steam untuk
turbin. "lhasil, efiosiensi boiler lebih
rendah untuk pabrik pembakaran
batubara low-rank. Teknologi ini
menggunakan panas berlebih dari flue
gas danDatau sistem pendinginan air
',) hingga ,&)
16
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
18/20
untuk mengeringkan batubara low-
rank untuk pembakaran tersebut.
S%%tbl%8er
0"timi9ati%n
Sootblower secara berkala
menginjeksikan steam atau udara
berkecepatan tinggi untuk
membersihkan abu batubara yang
terakumulasi dari permukaan tabung
boiler untuk menjaga perpindahan
panas yang tepat. Pengendalian ang
tepat dalam timing dan intensitas dari
masing-masing sootblower sangatlah
penting untuk menjaga suhu steam dan
efisiensi boiler. Teknologi ini termasuk
sootblowing yang intelejen atau
jaringan neural.
) hingga ',5()
Design Steam Turbine
Terdapat kehilangan energi yang dapat
diminimalisir yang berasal dari design
mekanik atau kondisi fisik dari steam
turbine. #ontohnya, manufaktur steam
turbine telah meningkatkan design
turbin dan stean seals yang dapat
meningkatkan efisiensi dan produk
yang dihasilkan. %engan
menggunakan steam turbin yang lebihefektif maka efektifitas proses secara
keselurhan akan meningkat dan
mengurangi emisi gas #*8.
',43) hingga 8,5)
$.1.$. Ten%l%gi Pemanaatan Kembali '0! sebagai Mineral Karb%nat
Pada proses mineral karbonisasi, #*8 yang berasal dari hasil pembakaran
batubara akan direaksikan dengan kalsium +#a atau magnesium +g yang
merupakan mineral silikat natural membentuk produk karbonat yang stabil. 0arbonat
yang dihasilkan dapat disimpan pada lingkungan yang sesuai atau digunakan pada
proses industri lainnya seperti pertambangan dan konstruksi, dapat juga digunakan
ulang atau dukubur dalam tanah. 0arbonisasi oksida mineral dengan #*8 atmosferik
merupakan proses natural yang terjadi secara spontan pada tekanan parsial dan
temperatur ambient, akan tetapi proses ini membutuhkan waktu yang sangat lama.
/erdasarkan pada fakta ini, maka proses ini berada dalam tahap pengembangan untuk
17
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
19/20
dilakukan opada skala industri. Persamaan reaksi dan diagram proses karbonisasi
ditunjukan pada gambar dibawah ini.
Ca' ( C' ) * CaC' + ( ,-. k/0mole
1g' ( C' ) * 1gC' + ( ,,2 k/0mole
Gambar 3.3. Kehilangan Energi pada Alat Proses. Sumber : Campbell, R.J.
Increasing the Efficiency of Existing Coal- Fired Power Plants
DA-TAR PUSTAKA
Campbell, R.J. (2013). Increasing the Efficiency of Existing Coal- Fired Power Plants.
Congressional Research Service.
oazzem ,S. Iasul, .;. 0han, ..0. A 3eview on echnologies for 3educing C')
Emission from Coal $ired 4ower 4lants.+online
1!
-
8/18/2019 Makalah Pencegahan Pencemaran
20/20
Eardani, S. P. I. 8''4. 4emanfaatan Limbah Batubara 5$ly Ash6 untuk Stabilisasi anah
maupun 7eperluan eknik Sipil Lainnya dalam 1engurangi 4encemaran
Lingkungan" Semarang. Pidato Pengukuhan.
/urnard, 0. dan /hattacharya, S. 8'. 4ower Generation $rom Coal8 'ngoing
%evelopments and 'utlook" $"=
>uther, >. 8''. 1anaging Coal Combustion 9aste 5CC968 Issues with %isposal and :se"
#ongressional Iesearch Service.
19
top related