Quality - Spontaneous Combustion2

7/30/2019 Quality - Spontaneous Combustion2

1/12


2/12

SpontaneousCombustion

2

terjadi penurunan kualitas secara fisik terutama terjadi pada batubaragolongan rendah atau low rank coal . Berikut ini beberapa pengaruh darioksidasi terhadap sifat sifat batu bara:

PARAMETERS PENGARUH (TURUN / NAIK)

Specific Energy (MJ /kg dmmf)Gieseler Maksimum FluidityHGICarbon % dmmfHydrogen % dmmfOxygen % dmmf

Yield of Pyrolysis TarVitrinite reflectanceMean Size

Volatile matter % dmmf*Crucible Swelling Number*

TurunTurunNaik

TurunTurunNaik

TurunNaik

Turun

TurunTurun

* Beberapa batubara menunjukan kenaikan.

III. SPONTANEOUS COMBUSTION

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa penyebab awal terjadinya pembakaranspontan adalah reaksi oksidasi yang terjadi dengan sendirinya dalambatubara, yang mengakibatkan pemanasan dengan sendirinya yang

selanjutnya akan mengakibatkan pembakaran spontan apabila tidakterkontrol. Pembakaran spontan adalah pemanasan dengan sendirinya yanglambat laun menjadi pembakaran dengan sendirinya yang diakibatkan olehreaksi kimia secara lokal dalam batubara tersebut yang melibatkan moisturedan oksigen. Batubara akan mengalami pemanasan dengan sendirinya kapanpun dan dimanapun apabila batubara tersebut disimpan dalam bentuk bulk(tumpukan dalam jumlah besar) baik di stockpile, bin, diatas barge,kapal ataudi tambang. Self- heating disebabkan oleh oksidasi pada permukaan batubarayang kontak dengan oksigen di udara. Sebenarnya panas yang dihasilkandapat terhilangkan dengan distribusi panas ke seluruh batubara atau ke udaradan dengan penguapan moisture batubara tersebut. Apabila panas yang

dihasilkan secara lokal akibat oksidasi, lebih besar dari kehilangan panaskarena konveksi atau penguapan, maka temperatur batubara tersebut akanterus meningkat dan akhirnya terbakar dengan sendirinya.Kemungkinan-kemungkinan penyebab yang menimbulkan pembakaranspontan adalah fungsi dari :

Type batubara Size distribusi batubara Kadar moisture dalam batubara System penyimpanan batubara Cuaca


3/12


3

Lamanya penyimpanan batubara

Sedangkan secara umum batubara yang lebih cenderung terjadi pemanasandengan sendirinya (self heating ) adalah apabila batubara :

Low rank, terutama memiliki kadar oksigen yang tinggi Moisture, memiliki kadar total moisture lebih dari 10 % Mengandung besi pyrite yang cukup yang mengalami reaksi eksotermik

dengan udara untuk menghasilkan sulfat.

Secara umum rekomendasi untuk menanggulangi atau memperkecilkemungkinan terjadinya pembakaran spontan adalah sebagai berikut :

Penyimpanan diatas area yang memiliki drainase yang bagus Pencegahan terjadinya segregasi partikel di stockpile Kompacting batubara lapis per lapis Minimisasi terhadap angin dengan orientasi dari stockpile Pembatasan tinggi stockpile Penutupan stockpile

Percobaan untuk mengurangi oksidasi dengan chemical additive juga banyakdigunakan dan berhasil menghambat oksidasi.

IV. MASALAH SPONTANEOUS COMBUSTION DI BERAU COAL

Melihat kriteria batubara yang memiliki kecenderungan lebih tinggi untukterjadinya pemanasan dengan sendirinya, maka kita bisa menyimpulkanbahwa batubara kita termasuk batubara yang kecenderungannya tinggi untukterjadinya pemanasan sendiri mengingat type batubara kita termasuk lowrank dan memiliki kadar total moisture rata-rata diatas 10 %. Akan tetapiuntuk menghambat terjadinya oksidasi dan debu kita sudah menggunakanchemical additive yang dikenal dengan nama dagang P.I.C 103. Mengenaifungsi dan proses dari P.I.C 103 ini akan dijelaskan dalam appendiks di akhirmodul ini.Walaupun kita telah menggunakan zat additive untuk mencegah atau

menghambat terjadinya oksidasi yang mengakibatkan pemanasan padabatubara, apabila batubara tersebut disimpan terlalu lama distockpile,pemanasan bahkan spontaneous combustion masih tetap terjadi padabatubara kita. Perlu kita ketahui bahwa faktor yang mempercepat terjadinyaoksidasi atau pembakaran batubara dalam penyimpanan adalah oksigen diudara. Makin banyak udara atau angin kontak dengan permukaan batubaramakin cepat juga proses pemanasan atau pembakaran batubara tersebut.Oleh karena itu mungkin cara untuk lebih mengurangi kecenderunganpemanasan batubara selain P.I.C 103 adalah dengan meminimisasi kontakbatubara dengan udara atau angin. Untuk itu cara-cara penyimpanan dan


4/12


4

atau pengaturan keluar-masuk batubara di stockpile perlu dilakukan denganbaik.

IV.1 PENCEGAHAN TERJADINYA SPONTANEOUS COMBUSTION

Masalah pembakaran spontan adalah masalah yang harus ditangani denganserius karena masalah ini selain mengakibatkan kerugian yang tidak kecil

juga akan mengakibatkan perusakan lingkungan termasuk membahayakankesehatan apabila asap yang keluar dari pembakaran batubara terhisap.Resiko pembakaran sepontan ini lebih tinggi kecenderungannya padabatubara golongan rendah. Untuk mencegah atau minimal untuk memperkecilkemungkinan terjadinya pembakaran spontan adalah management stockpileyang baik. Apabila mungkin kita harus menghindari penyimpanan batubara distockpile, sedapat mungkin batubara yang akan di loading diusahakan freshdari tambang, jadi penyimpanan distockpile semata-mata hanya untukmengetahui kualitas dari batubara terdsebut sebelum batubara tersebutdiloading. Semakin fresh batubara tersebut semakin bagus karena selain kecilkemungkinannya untuk terjadi pembakaran spontan juga kualitas batu baratersebut masih bagus, dan ini merupakan cara pencegahan yang palingefectif untuk masalah spontaneous combustion. Akan tetapi pada prakteknyakita sering tidak dapat menghindari penyimpanan batubara di stockpile untukbeberapa alasan. Oleh karena itu prosedur penyimpanan yang aman ataupaling tidak dapat mengurangi kemungkinan terjadinya sponcomb perlu

diterapkan. Pada umumnya cara untuk mengurangi resiko sponcomb adalahpemadatan tumpukan batubara (compacting). Akan tetapi untuk beberapajenis batubara terutama yang memiliki nilai index HGI yang tinggi, pemadatanakan menyebabkan masalah baru yaitu debu yang otomatis berpengaruhterhadap size distribution terutama ukuran partikel dibawah 2 mm. Sepertihalnya batubara Lati, yang memiliki HGI rata-rata 52, batubaranya relatifrapuh, apabila di padatkan lapis demi lapis maka akan mengakibatkan hancurmenjadi partikel-partikel yang sangat kecil (fine coal) yang banyak yangapabila dalam keadaan kering akan mengakibatkan masalah debu (dustproblem). Batubara Binungan memiliki index HGI lebih rendah yaitu sekitar39 - 42 sehingga batubaranya relatif lebih keras dibanding batubara Lati. Oleh

karena itu untuk batubara Binungan masih mungkin dilakukan pemadatanapabila batubara tersebut akan disimpan di stockpile dalam jangka waktuyang lama. Untuk batubara Lati pemadatan yang mungkin masih dapatditerapkan adalah pemadatan satu lapis, yaitu pemadatan yang dilakukansetelah batubara tersebut ditumpuk dengan tinggi maksimum. J adisebenarnya maksud dari pemadatan diatas tumpukan ini adalah untukmeratakan bagian permukaan atas saja supaya tidak berpuncak-punacakkarena puncak-puncak ini lebih besar kecenderungannya untuk terjadisponcomb. Berikut ini adalah prosedur yang mungkin dapat dilakukan dalamrangka upaya pencegahaan terjadinya pembakaran spontan.


5/12


5

Drainase area stockpile harus bagus Bentuk stockpile harus memanjang searah dengan arah angin sehingga

bagian permukaan yang berhadapan dengan arah angin adalahpermukaan yang kecil yaitu bagian lebarnya stockpile (lihat gambar -1)

Bagian permukaan yang menghadap ke arah angin harus di padatkandan sudut kemiringannya harus sekecil mungkin sekitar 30 40 derajat.

Bagian permukaan atas stockpile juga diratakan, harus dihindari adanyapuncak-puncak kecil diatas permukaan tersebut.

Pembuatan stockpile atau tumpukan batubara harus diatur sedemikianrupa sehingga keluar masuk (first in-first out) nya batubara di stockpileteratur dengan tidak mengabaikan masalah kualitasnya.

Apabila stockpile tersebut disimpan dalam jangka waktu yang lamasekali maka stockpile tersebut harus di spray atau disemprot denganlarutan PIC sampai seluruh permukaan stockpile terbasahi.Penyemprotan ini dilakukan secara reguler dalam jangka waktu tertentu

misalkan setiap 1 atau 2 minggu sekali. Pemantauan temperatur secara reguler harus dilakukan paling tidak

setelah batubara ditumuk di stockpile selama 3 minggu.

Akan tetapi perlu sekali lagi ditegaskan bahwa pencegahaan yang palingefektif adalah tidak menyimpan batubara di stockpile terlalu lama.

Apabila temperature tetap naik sampai sekitar 55 C setelah upayapencegahan dilakukan, maka penanggulangannya adalah dengan re-stockpiling, tumpukan dibongkar untuk menguapkan uap air dan sekaliguscooling atau pendinginan temperatur batubara. Dengan cara demikian panasyang dihasilkan dari

self heatingakan segera turun karena terjadi konveksi

panas ke udara dan juga penguapan air yang juga menyerap panas. Setelahpenumpukan kembali, prosedur langkah-langkah pencegahan seperti diatasdilakukan kembali dan setelah itu tumpukan yang baru tersebut dispraydengan larutan PIC untuk wetting sekaligus untuk menghambat oksidasi.Dengan langkah langkah diatas maka batubara akan tahan distockpile dalam

jangka waktu agak lama tanpa terjadi pembakaran, tapi masalah yangmungkin akan timbul adalah kerapuhan batubara apabila disimpan terlalulama. J adi pada dasarnya pemanasan batubara distockpile masih bisaditanggulangi minimal bisa dikurangi resiko terjadinya pembakaran.Sedangkan pemanasan yang terjadi pada batubara yang sudah berada diatas

barge sangat sulit ditanggulangi karena kita tidak bisa menebarkanpemanasan (self heating) tersebut dengan re-stacking atau penumpukankembali, akibatnya local self-heating yang terjadi akan lebih besar dibandingdengan lost heating karena penguapan dan atau konveksi panas, akibatnyatemperatur batubara tersebut akan terus meningkat. Selain itu angin atauudara diatas sungai atau laut cenderung lebih besar sehingga akanmempercepat proses pengoksidasian dan apabila dibiarkan terus, akanmengakibatkan terjadi pembakaran spontan. Oleh karena itu delay atas bargeyang sudah termuat terlalu lama harus sejauh mungkin dihindari.Pada dasarnya secara tepat penyebab terjadinya sponcomb sulit diramalkan


6/12


6

karena ada beberapa faktor yang sifatnya berubah atau tidakpasti, misalnya cuaca, sifat batubara itu sendiri sebagai contoh; batubarayang memiliki kadar sulfur yang tinggi kecenderungannya lebih tinggi untuk

terjadi self heating atau bahkan terjadinya sponcomb. Namun demikian faktor-faktor lain yang pasti seperti; lamanya penyimpanan, angin, dan lain lain,masih bisa kita usahakan dikurangi dengan melaksanakan prosedurpenyimpanan yang dianjurkan.

IV. 2 PEMBUATAN BENTUK STOCKPILE

Melihat lokasi stockpile yang rata-rata berada dipinggir sungai, maka

pembuatan stockpile yang bagus adalah memanjang membentuk sudut 90dengan arah aliran sungai, karena rata-rata arah angin cenderung datang dariarah sungai, terutama untuk sungai-sungai yang lebar. Sehingga bagian lebarstockpile menghadap ke sungai. Dan lebar yang menghadap ke sungai inikemiringannya harus diperkecil dan juga dipadatkan lihat (gambar-1).Kemudian bagian atas permukaan stockpile diratakan supaya tidak terdapatpuncak-puncak kecil yang biasanya ada karena penumpukan. Tinggimaksimum yang mungkin aman adalah sekitar kurang lebih 3 meter setelahtumpukan bagian atas diratakan. Untuk batubara Lati perataan permukaanatas tumpukan, dilakukan sekali setelah batubara tersebut ditumpuk denganketinggian maksimum, sedangkan untuk batubara Binungan bisa dilakukanpemadatan lapis demi lapis sekitar setiap satu meter, sedangkan tinggitumpukannya bisa lebih tinggi dari 3 m sesuai dengan banyaknya batubara

yang akan disimpan agak lama di stockpile. Alat pemadat atau compactoryang direkomendasikan adalah dengan tire compactor yaitu denganpemadat yang rodanya atau bannya terbuat dari karet, seperti wheel loader.Ini semata mata dimaksudkan untuk mengurangai degradasi partikel,mengingat batubara tersebut pada waktu unloading di kapal, didozer untukmembantu pengaturan unloadingnya dengan grab. J adi apabila di stockpile

juga menggunakan steel compactor seperti dozer, maka kemungkinandegradasi partikelnya akan lebih besar. Dengan demikian penggunaan tirecompactor distockpile akan mengurangi resiko tersebut. Kemudian untukpenyemprotan PIC secara reguler akan lebih baik dibuat suatu instalasisprayer di sekeliling area stockpile.

Selain pembuatan bentuk stockpile seperti diatas yang tidak kalah pentingnyaadalah sistem pengaturan penyimpanan. Pengaturan keluar masuk atau first-in first-out dari batubara tersebut harus benar benar diperhatikan supaya tidaksampai yang lama makin lama sedangkan yang baru ditumpuk malah duluandiambil. Ini akan mengakibatkan resiko bagi batubara yang duluan ditumpukdistockpile karena durasi waktunya makin lama. Tentu saja pengaturan inidengan tidak mengabaikan masalah kualitas. J adi untuk alasan kualitas, bisasaja terjadi mengambilan tidak berurut seperti yang dijelaskan diatas. Karenamasalah kualitas ini sudah tidak bisa ditawar-tawar lagi.Memang penyimpanan ini dimasa mendatang mungkin hampir tidak bisa


7/12


7

dihindari mengingat volume loading akan makin bertambah sedangkankapasitas tambang tidak bisa secara mendadak langsung memenuhi

permintaan pasar, selain karena masalah kapasitas tambang yang terbatas,juga masalah kualitas yang semakin ketat sehingga batubara yang akandiloading harus diketahui kualitasnya terlebih dahulu dengan pasti. Resikoapabila loading langsung ke barge adalah masalah kualitas tidak akanterkontrol dengan baik bahkan ada unsur gamblingnya. Sedangkanpenyimpanan sementara akan memudahkan dalam pengaturan blendingkualitas, dan kontrol kualitas untuk mencapai permintaan customer. Olehkarena itu management stockpile ini mutlak diperlukan dan akan bergunauntuk menanggulangi atau minimal mengurangi resiko penurunan kualitasakibat penyimpanan. Akan tetapi prosedur diatas masih perlu dipelajariselama penerapannya karena bagaimanapun juga penerapan prosedur harus

disesuaikan dengan karakteristik batubara itu sendiri, kita kadangmembandingkan dengan penerapan system di tempat lain yang sebetulnyatidak bisa dibandingkan secara mutlak karena mungkin karakteristik ataugolongan batubaranya berbeda. Prosedur diatas hanyalah rangka prosedursecara umum, sedangkan secara spesific dan efeknya akan ditemukanselama proses penerapannya. Memang kitapun menyadari bahwa padaprakteknya kita sering dihadapkan pada masalah pertimbangan cost, dobelhandling dan sebagainya.

V. DISKUSI

Penerapan prosedur diatas memerlukan tambahan cost dibandingdengan system yang fleksibel seperti sekarang, misalnya memerlukankerja alat yang ekstra, artinya harus ada unit yang khusus untukpengaturan stockpile.

Efisiensi atau kapasitas stockpile mungkin berkurang dengan adanyapengaturan penumpukan seperti terlihat pada gambar 1.

Pada pelaksanaanya sering kita harus memilih suatu pilihan yang sama-sama pentingnya; seperti misalnya unit yang dipakai untuk loading padakeadaan tertentu pas-pasan, padahal dalam waktu yang bersamaan kita

harus menstock untuk keperluan penerapan prosedur diatas. Komitment atau persetujuan dari semua pihak apabila prosedur tersebut

akan dijadikan prosedur baku, supaya pada pelaksanaannya tidakmenimbulkan perdebatan.


8/12


VI. APPENDIKS

VI. 1 P.I.C

P.I.C adalah salah satu senyawa organik yang biasa dipakai untukbatubara sebagai wetting agent dan oxidation controlling agent.Senyawa organik ini pada umumnya mengandung surfactant,humectant, dan emulsi polymer.

VI. 1.1 Surfactant

Surfactant berfungsi untuk meningkatkan wetability dari batubara,karena seperti kita ketahui bahwa batubara adalah organik yang

bersifat non polar sehingga tegangan permukaan pada batubara besarsekali akibatnya batubara susah sekali dibasahi dengan air. Dengansurfactant yang pada gugus molekulnya memiliki radikal-radikalhydrophilic dan hydrophobic mampu menurunkan teganganpermukaan sehingga batubara tersebut dapat terbasahi dengan airdengan baik, dan oleh karena itu partikel-partikel fine coal akan terikatdengan air yang sekaligus akan mengontrol debu batubara.Mekanisme fungsi dari surfactant dapat secara kimia dapatdigambarkan sebagai berikut :

Pada waktu surfactant menyentuh permukaan batubara yang sulitterbasahi, radikal hydrophobic akan terserap dipermukaan batubaratersebut sedangkan radikal hydrophilicnya akan membentukpermukaan yang mudah dibasahi, sehingga permukaan batubaratersebut menjadi mudah dibasahi.

Permukaan Hydrophilic

Radikal Radikalhydrophilic hydrophobic

Gam. 1 Struktur surfactant Gam. 2 Penyerapan surfactant pada batubara

8


9/12


Dengan permukaan yang menjadi hydrophilic, maka sudut kontakantara air dan batubara menjadi lebih kecil seperti digambarkan padagambar 3 dan gambar 4.

Partikel air ( tetes air ) Partikel larutan surfactant

Gambar- 3 Pembasahan batubara dengan air Gambar-4 Pembasa Yang mengandung surfactant.

han batubara dengan air

VI. 1.2 Humectant

Fungsi dari humectant adalah pendukung dari fungsi surfactant,dimana fungsi humectant adalah untuk mengkontrol penguapan air danmemperpanjang pembasahan dipermukaan batubara. Efek dari fungsisurfactant apabila tanpa humectant hanya akan ditunjukan selama airberada dipermukaan batubara, apabila air tersebut hilang karenapenguapan dan permukaan menjadi kering, maka dengan mudahpartikel partikel fine coal beterbangan kembali dan menimbulkanmasalah debu kembali. J adi fungsi humectant adalah sebagaipengontrol penguapan sekaligus untuk mendukung efek dan fungsisurfactant. Selain itu dikarenakan oleh lapisan air yang dihasilkan olehlarutan tersebut, maka oksidasi pada temperatur rendah danpenguapan air dapat terkontrol.

VI. 1.3 Emulsi polymer

Emulsi polymer ini berfungsi sebagai pengikat setiap partikel-partikelpowder (fine coal) dan pembentuk lapisan mantel pada permukaanbatubara, sehingga ini akan berfungsi mencegah terjadinya debu.Selain itu pemasukan udara ke dalam pile batubara dikontrol olehemulsi polymer ini sehingga ini berfungsi untuk mengkontrol oksidasipada temperatur rendah. Yang perlu dicatat bahwa dengan emulsipolymer ini menyebabkan larutan PIC menjadi resist terhadap air dan

9


10/12


tidak larut dalam air pada waktu membentuk lapisa manteloleh pengeringandiudara. Lihat gambar . 5

PartikelPolymer Penguapan air

10

Larutan PIC Coalescence partikel polymer Resin polymer

Gambar. 5 Model adhesi powder batubara (fine coal)

Dengan melihat fungsi dari larutan PIC , jelas sekali bahwa larutan tersebutmembantu dalam penanggulangan masalah debu dan juga menghambatterjadinya oksidasi pada suhu rendah yang merupakan inisial dari terjadinyapemanasan sendiri ( self heating ) yang juga merupakan initial darispontaneous combustion. Namun demikian bagaimanapun juga PICdilarutkan dengan air, sehingga apabila dalam penyimpanan batubara distockpile kena hujan dan panas dalam kurun waktu yang lama fungsi dari PICini lama kelamaan akan berkurang bahkan hilang sama sekali. Oleh karena

itu penyemprotan kembali distockpile perlu dilakukan secara reguler apabilabatubara tersebut disimpan dalam jangka waktu lama.Dengan melihat fungsi dari PIC, kita juga menjadi tahu bahwa fungsi larutantersebut adalah sebagai preventor atau pencegah bukan penaggulangan.Dengan demikian PIC akan tidak berguna apabila digunakan pada batubarayang sudah terbakar atau sebagai pemadam api. J adi yang harus dilakukanapabila batubara sudah terbakar adalah :

Matikan api dengan air (bukan dengan larutan PIC), kemudian batubara yangterbakar tersebut di pisahkan dan dibuang. Batubara disekitar yang terbakaryang suhunya mulai naik, ditebarkan (untuk cooling) dan direstockpiling atau

ditumpuk kembali, setelah itu tumpukan yang suhunya sudah turun barudisemprot dengan larutan PIC.

LARUTAN P.I.C ADALAH LARUTAN YANG BERGUNA UNTUK MENCEGAH

TERJADINYA PEMBAKARAN DAN MASALAH DEBU, BUKAN UNTUK

PENANGGULANG PEMBAKARAN ATAU SEBAGAI PEMADAM API.


11/12


11


12/12


12

Quality - Spontaneous Combustion2

Documents

Transcript of Quality - Spontaneous Combustion2