Recommended
Recommended
More Related Content
Similar to KILN HEAT LOSS
Similar to KILN HEAT LOSS (20)
KILN HEAT LOSS
- 1. PROPOSAL TUGAS AKHIR STUDI KASUS TINJAUAN KEBOCORAN SISTEM KILN TERHADAP HEAT LOSS DI PABRIK SEMEN OLEH: ZEFANYA MARANATHA MANGUNSONG 0620 4042 2906 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2021
- 2. SHE INDUCTION - PT WIJAYA KARYA BANGUNAN GEDUNG TBK. 2 SAFETY MOMENT
- 3. SHE INDUCTION - PT WIJAYA KARYA BANGUNAN GEDUNG TBK. 3 TERTABRAK KENDARAAN MATERIAL / MIXER BAHAYA PENGGUNAAN ALAT KERJA TERSANDUNG KEJATUHAN MATERIAL TERJATUH DARI KETINGGIAN BAHAYA LISTRIK DARI PANEL DAN LISTRIK KERJA TERPELESET DAN TERGELINCIR BAHAYA & RISIKO PEKERJAAN
- 4. SHE INDUCTION - PT WIJAYA KARYA BANGUNAN GEDUNG TBK. 4 POTENSI KEADAAN DARURAT GEMPA BUMI HURU HARA KEBAKARAN BANJIR
- 5. Keadaan Darurat Gempa Bumi • Tetap tenang • Jangan berdiri di dekat kaca • Berlindung di bawah Meja/ benda-benda yang kokoh • Gunakan benda / alat yang dapat melindungi kepala dari kejatuhan benda • Keluar dengan tenang sesuai jalur evakuasi yang sudah disebutkan • Setelah berada di tempat aman hubungi CP yang sudah diberikan
- 6. Keadaan Darurat Kebakaran • Tetap tenang • Segera keluar dari ruangan • Apabila banyak asap, keluar dengan merunduk/merangkak • Keluar dengan tenang sesuai jalur evakuasi yang sudah disebutkan • Setelah berada di tempat aman, hubungi CP yang sudah diberikan
- 8. Pendahulua n Produksi semen merupakan proses konversi kimia bahan-bahan baku yang terjadi pada rotary kiln pada suhu sangat tinggi (> 1.400 ℃). Untuk memanaskan sampai suhu sangat tinggi (> 1.400 ℃), biasanya digunakan bahan bakar fosil padat (batubara), cair (solar), atau bahan bakar alternatif lainnya. Banyak peralatan proses pembuatan semen, seperti raw mill, kiln, alat pendingin (cooler), yang bekerja dengan tekanan vakum, berkisar dari 10 mmWG - 100 mmWG. Vacuum leak akan menyebabkan udara lingkungan merembes ke dalam perlengkapan proses, yang disebut juga false air. Contoh vacuum leak dapat dilihat pada gambar Berikut
- 9. Gambar Vacuum Leak Keretakan peralatan menyebabkan infiltrasi udara ke dalam sistem. Penutup lubang kontrol yang kurang sempurna
- 10. Pendahulua n Tingkat kebocoran udara vakum yang dapat diterima pada proses industri semen berkisar antara 8 – 10 %. Masuknya udara ambien berlebih kedalam suatu sistem yang mempunyai suhu lebih tinggi akan mengurangi efisiensi termal dari sistem tersebut, karena udara ambien dengan temperatur lebih rendah daripada temperatur sistem yang masuk akan menurunkan panas sistem. Sehingga untuk menjaga suhu tetap pada suhu standar, dibutuhkan lebih banyak konsumsi bahan bakar.
- 11. Rumusan Masalah Adapun masalah yang akan dibahas pada studi kasus ini sebagai berikut: • Bagaimana tingkat penggunaan batubara akibat adanya heat loss karena terdapat kebocoran yang menyebabkan adanya false air dibandingkan dengan penggunaan batubara sesuai desain pabrik? • Berapa kerugian baik penggunaan batubara dan biaya (harga batubara yang digunakan) yang seharusnya tidak terjadi jika tidak ada false air pada pabrik semen? 1 2
- 12. Tujuan Tujuan dari studi kasus ini adalah : • Untuk melakukan perhitungan efisiensi energi dengan mengurangi false air yang akan mampu menguragi konsumsi bahan bakar pada industri semen. • Menghitung kerugian yang diakibatkan oleh false air pada pabrik semen. 1 2
- 13. Manfaat • Manfaat yang diharapkan dari studi kasus ini adalah : • Bagi Industri Sebagai rekomendasi perbaikan dan pengendalian false air yang ditimbulkan akibat kebocoran-kebocoran pada pabrik semen. • Bagi Institusi Sebagai hasil terapan pembelajaran yang telah diperoleh selama pendidikan tentang produksi bersih khususnya pada indsuri persemenan. • Bagi Pengembangan Ilmiah Sebagai pengetahuan serta wawasan mengenai produksi bersih khususnya pada industri persemenan. 1 2 3
- 14. Relevansi • Keterkaitan studi kasus terhadap bidang keilmuan Teknologi Kimia Industri yang terdapat dalam proposal tugas akhir yaitu studi kasus false air pada sistem produksi semen yang berhubungan dengan mata kuliah “Pengendalian Pencemaran, Kimia Fisika, Satuan Operasi, Satuan Proses dan Produksi Bersih serta Unit Utilitas”.
- 15. Sekilas Perusahaan 1 2 4 PT Kunango Jantan menerapkan kebijakan keselamatan dan kesehatan kerja (K3) guna untuk keselamatan siapapun yang berada dilingkungan kerja perusahaan. Dan dilakukan secara berkelanjutan dengan cara : Menerapkan sistem menejemen keselamatan dan kesehatan kerja (SMK3). Mengidentifikasi kesehatan kerja dan risiko keselamatan kerja serta pesyaratan hukum dari pemerintah Indonesia. Mensosialisasikin K3 kepada seluruh karyawan, rekanan dan pihak-pihak terkait. Melakukan evaluasi dan tinjauan terhadap kinerja dan kesesuaian K3. Menciptakan lingkungan kerja yang selamat dan sehat. 5 3
- 16. Tinjauan Pustaka Semen Semen merupakan perekat hidraulik yang memiliki unsur- unsur utama klinker (campuran antara C3S, C2S, C4AF, dan C3A) dan gypsum (CaSO4. 2H2O). Klinker dibuat dengan bahan baku utama batu kapur (limestone sekitar 70% – 90%), tanah liat (clay sekitar 10% – 30%), dan sisanya adalah bahan koreksi (0 – 10%). Pada mulanya semen digunakan orang-orang Mesir Kuno untuk membangun piramida yaitu sejak abad ke-5 dimana batu batanya satu sama lain terikat kuat dan tahan terhadap cuaca selama berabad-abad. Bahan pengikat ini ditemukan sejak manusia mengenal api karena mereka membuat api di gua-gua dan bila api kena atap gua maka akan rontok berbentuk serbuk. Serbuk ini bila kena hujan menjadi keras dan mengikat batu-batuan disekitarnya dan dikenal orang sebagai batu Masonrym (Baradja, 1990).
- 17. Tinjauan Pustaka Aspek Kimia, Fisika , Mineral dan Energi Pada Proses Pembakaran Klinker Untuk memproduksi klinker semen, bahan baku (raw meal) seperti batu kapur (lime stone), batu silika (silica stone) dan tanah liat (clay) harus dipanaskan sampai ±1450 ℃ sehingga dapat terjadi proses klinkerisasi. Proses kimia fisika penting yang terjadi selama pembakaran adalah dehidrasi mineral tanah liat, dekarbonisasi senyawa karbonat (kalsinasi), reaksi pada fasa padat, reaksi pada fasa cair dan kristalisasi. Perubahan bentuk kimia selama proses pembakaran ditujukkan pada tabel berikut:
- 18. Tinjauan Pustaka Aspek Kimia, Fisika , Mineral dan Energi Pada Proses Pembakaran Klinker Temp, C Proses Reaksi Kimia 100 pelepasan air bebas 100 – 400 pelepasan air terikat 400 – 750 Dekomposisi tanah liat Al4(OH)8Si4O10 2 (Al2O3.2SiO2) + 4H2O 600 – 900 Dekomposisi metakaolin membentuk campuran oksida yang reaktif Al2O3.2SiO2 Al2O3 + 2SiO2 600 – 1000 Dekomposisi limestone dan pembentukan CS dan CA CaCO3 CaO + CO2 3 CaO + 2SiO2 + Al2O3 2CS + CA 800 – 1300 reaksi lime dengan CS dan CA serta pembentukan C4AF CS + C C2S 2C + S C2S CA + 2C C3A CA + 3C + F C4AF 1250 –1450 reaksi lanjut lime dengan C2S C2S + C C3S 1450 - 100 Pendinginan klinker di cooler Table Perubahan bentuk kimia selama proses pembakaran
- 19. Tinjauan Pustaka Aspek Kimia, Fisika , Mineral dan Energi Pada Proses Pembakaran Klinker Apabila ditinjau dari segi energi proses, secara teoritis energi yang dibutuhkan dalam proses produksi klinker dapat diuraikan sebagai berikut: Proses Kkal/kh clinker Evaporasi combined water + 20 Dekomposisi material clay + 35 Dekomposisi karbonat + 475 Panas pembentukan klinker - 130 Panas zat yang bisa terbakar dalam rawmeal - 15 Total panas reaksi + 385 Tabel energi atau panas reaksi proses produksi klinker
- 20. Tinjauan Pustaka System Kiln Combustion gas 1 2 3 4 Notation: 1. Top Cyclone 2. Second Cyclone 3. Third Cyclone 4. The lowest cyclone Kiln Rawmix Gas & dust Gas & Non-separated Rawmix Fresh Feed Rawmix inside of the kiln Fresh Feed Notation: 1. Top Cyclone 2. Second Cyclone 3. Third Cyclone 4. The lowest cyclone 5. Calciner Rawmix 1 2 3 4 Hot Air from Cooler Rawmix inside of the kiln Combustion gas Kiln 5
- 21. Tinjauan Pustaka Suspension Preheater Suspension preheater adalah salah satu peralatan produksi untuk memanaskan awal bahan baku (raw meall) sebelum masuk ke dalam rotary kiln. Combustion gas 1 2 3 4 Notation: 1. Top Cyclone 2. Second Cyclone 3. Third Cyclone 4. The lowest cyclone Kiln Rawmix Gas & dust Gas & Non-separated Rawmix Fresh Feed Rawmix inside of the kiln Fresh Feed Notation: 1. Top Cyclone 2. Second Cyclone 3. Third Cyclone 4. The lowest cyclone 5. Calciner Rawmix 1 2 3 4 Hot Air from Cooler Rawmix inside of the kiln Combustion gas Kiln 5 Suspension preheater terdiri dari beberapa siklon untuk memisahkan bahan baku dari gas pembawanya, riser duct yang berfungsi sebagai tempat terjadinya pemanasan bahan baku (karena hampir 80% - 90%), dan kalsiner untuk sistem-sistem dengan proses prekalsinasi yang diawali di SP (suspension preheater) ini. Suspension Preheater tanpa Kalsiner
- 22. Tinjauan Pustaka Suspension Preheater Combustion gas 1 2 3 4 Notation: 1. Top Cyclone 2. Second Cyclone 3. Third Cyclone 4. The lowest cyclone Kiln Rawmix Gas & dust Gas & Non-separated Rawmix Fresh Feed Rawmix inside of the kiln Fresh Feed Notation: 1. Top Cyclone 2. Second Cyclone 3. Third Cyclone 4. The lowest cyclone 5. Calciner Rawmix 1 2 3 4 Hot Air from Cooler Rawmix inside of the kiln Combustion gas Kiln 5 di dalam suspension preheater proses pemanasan ini dapat dilanjutkan dengan proses kalsinasi sebagian dari bahan baku, dengan ditambahkan kalsiner pada peralatan suspension preheater memungkinkan ditambahkan bahan bakar dan udara untuk memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan untuk proses kalsinasi tersebut Suspension Preheater dengan Kalsiner
- 23. Tinjauan Pustaka Suspension Preheater Perbedaan utama kedua sistem preheater di atas adalah persentase proses kalsinasi raw mix yang terjadi. Pada suspension preheater tanpa kalsiner persentase proses kalsinasi lebih kecil dibandingkan dengan yang terjadi di dalam suspension preheater dengan kalsiner. Pada suspension preheater dengan kalsiner ini, derajat kalsinasi raw mix (persentase bahan baku yang telah mengalami proses kalsinasi) pada saat masuk ke kiln dapat mencapai 90 - 95 %. Sedangkan pada suspension preheater tanpa kalsiner, menurut hasil penelitian selama ini (ISBI, 1995)
- 24. Tinjauan Pustaka Rotary Kiln Kiln berputar (rotary kiln) adalah peralatan utama di seluruh unit pabrik semen, karena di dalam kiln akan terjadi semua proses kimia pembentukan klinker dari bahan baku (raw mix). Secara garis besar, di dalam kiln terbagi menjadi 3 zona yaitu zona kalsinasi, zona transisi, dan zona sintering (klinkerisasi). Perkembangan teknologi mengakibatkan sebagian zona kalsinasi dipindahkan ke suspension preheater dan kalsiner, sehingga proses yang terjadi di dalam kiln lebih efektif ditinjau dari segi konsumsi panasnya. Peralatan utama kiln, selain shell kiln itu sendiri adalah burner dan batu tahan api (refractory). Bentuk api yang dihasilkan oleh proses pembakaran sangat menentukan proses perpindahan panas yang terjadi dan pada akhirnya akan mementukan kualitas klinker. Sedangkan bata tahan api selain berfungsi untuk melindungi shell kiln dan mengurangi panas yang mengalir ke lingkungan juga berpengaruh terhadap pembentukan coating.
- 25. Tinjauan Pustaka Rotary Kiln Waktu Tinggal Material di Kiln Waktu retensi material dalam dry rotary kiln dapat ditentukan dengan rumus: dengan: t = Waktu tinggal material [min] L = Panjang tungku [m] θ = Sudut istirahat material [°], (di sini 35-40 °) v = Kemiringan tungku dalam derajat [°], (biasanya 2-3°) d = Diameter dalam kiln dalam meter [m] rpm = Jumlah putaran kiln per menit [rpm] F= Faktor, yang sama dengan 1, jika kiln memiliki diameter konstan [-] (Sumber: Holcim, 2004)
- 26. Tinjauan Pustaka Rotary Kiln Loss Factor Pada Sistem Kiln Faktor-faktor kerugian pada sistem kiln dapat dilihat pada gambar dibawah ini: (Holcim, 2004) Gambar Faktor-Faktor Kerugian (loss) Pada Sistem Kiln
- 27. Tinjauan Pustaka Proses Pembakaran Oksigen dengan jumlah cukup diperlukan untuk pembakaran yang sempurna. Untuk menentukan jumlah udara yang diperlukan pada pembakaran dapat dihitung setelah mengetahui jumlah komponen yang dapat dibakar di dalam bahan bakar. untuk menentukan udara pembakaran digunakan parameter kadar oksigen dari gas hasil pembakaran sebagai parameter pengendali proses pembakaran. Pada operasi yang baik kadar oksigen dalam gas buang ini berkisar 0,7 - 3,5 % (udara berlebih berkisar 8 - 19 %), dengan kadar optimum 1,0 - 1,5 % (ISBI, 1995). Jika kadar oksigen ini terlalu rendah maka pembakarannya tidak sempurna sehingga akan terbentuk CO (panas pembakaran yang dihasilkan baru sekitar 2400 kcal/kg℃ ; sedangkan bila terbakar sempurna akan terbentuk CO2 dengan panas pembakaran sekitar 8100 kcal/kg℃). oleh karena itu semakin tinggi kadar CO pada gas buang berarti kerugian energi pembakaran terjadi lebih banyak (di mana panas pembakarannya rendah) selain itu CO ini berbahaya pada proses di electrostatic precipitator, yaitu dapat menyebabkan terjadinya ledakan.
- 28. Tinjauan Pustaka Proses Pembakaran Pada kondisi reduksi (kekurangan oksigen), C4AF bisa terurai menjadi C3A yang mempengaruhi kualitas semen, selain itu batu tahan api juga bisa mengalami reduksi sehingga magnesite akan kehilangan kuat tariknya dan coating akan lepas. Klinker yang dihasilkan pada kondisi reduksi mempunyai kuat tekan yang rendah. Kadar oksigen yang terlalu tinggi mengindikasikan udara pembakaran yang terlalu banyak sehingga panas yang terbuang (untuk memanaskan kelebihan udara yang tidak dipakai pada proses pembakaran) juga akan banyak dan tidak efisien. Alat analisis kadar oksigen ini biasanya paling sedikit ditempatkan di dua lokasi, yaitu di inlet kiln dan top cyclone. Posisi di inlet kiln untuk mendeteksi kondisi pembakaran di kiln secara langsung sedang yang di top cyclone selain mendeteksi kondisi pembakaran di kalsiner juga untuk mendeteksi adanya false air di sistem preheater dengan membandingkan kadar oksigen di inlet kiln dengan top cyclone. False air yang besar akan mengurangi jumlah panas yang seharusnya digunakan untuk memanaskan raw mix pada proses perpindahan panas yang terjadi di suspension preheater dan kalsiner. (inhouse training PT Semen Padang oleh ISBI)
- 29. Metodologi Sumber dan Pengumpulan Data Dalam hal ini sumber data yang diperoleh diambil dari data sekunder. Data sekunder adalah data yang diperoleh dari sumber kedua atau sumber sekunder dari data yang kita butuhkan. Data sekunder dan studi literatur dikumpulkan sebagai pendukung dalam penyelesaian studi kasus ini. Metode ini berdasarkan pengumpulan data teknis dan operasional dari industri. Sedangkan studi pustaka yaitu dengan mencari informasi berupa pengumpulan data mengenai desain pabrik semen. Informasi tersebut dapat diperoleh dari data pabrik, jurnal maupun laporan mengenai analisis false air yang pernah terjadi. Data-data tersebut antara lain sebagai berikut : a. Kondisi operasi kiln dan suspension preheater yaitu laju produksi, tekanan top cyclone, tekanan inlet kiln dan tekanan outlet kiln. b. Data hasil pengukuran beda tekanan pada masing- masing titik pengukuran (top cyclone, inlet kiln dan outlet kiln). c. Data desain pabrik.
- 30. Metodologi Metode Analisis Data Analisis yang digunakan pada studi kasus ini yaitu analisis deskriptif dan interpretasi. Analisis deskritif yakni menghubung-hubungkan antara data yang satu dengan data yang lainnya, kemudian menarik kesimpulan dari data- data tersebut sehingga diperoleh gambaran secara utuh studi kasus yang dilakukan secara mendalam mengenai heat loss yang terjadi ketika terjadi kebocoran pada sistem kiln. Sedangkan analisis interpretasi yaitu dengan menyajikan data-data kondisi operasi dan hasil uji kualitas ke dalam bentuk diagram atau grafik, kemudian menentukan hubungan serta kondisi optimum yang dicapai. Dalam studi kasus ini, data-data yang perlu diambil dan diamati untuk didapatkan perhitungan yang diharapkan antara lain: 1. Tekanan pada top suspenssion preheater. 2. Tekanan pada inlet kiln. 3. Tekanan pada outlet kiln. 4. Laju umpan kiln (raw meal) yang akan dibakar didalam kiln. 5. Laju udara dan kandungan oksigen yang masuk kedalam kiln melalui cooler. 6. Laju batubara yang diumpankan kedalam kiln. 7. Temperatur dalam kiln.
- 31. Metodologi Metode Analisis Data Dari data yang didapat, dapat digunakan untuk menghitung neraca masa, neraca energi dan efisiensi kiln serta mengetahui tingkat kebocoran (false air) pada sistem kiln dan mengetahui tingkat kerugian material yang diakibatkan karena adanya kebocoran pada kiln. Sistem Kiln False air 20% Inlet 100% Outlet 120% Laju false air 𝐹𝐴 = 100 𝑥 ( 21−𝑂2 𝑖𝑛 21− 𝑂2 𝑜𝑢𝑡 − 1) [%] Total laju alir udara / gas 𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑖𝑛 𝑥 21 − 𝑂2 𝑖𝑛 21 − 𝑂2 𝑜𝑢𝑡 𝑚3 ℎ 𝑁𝑚3 ℎ Dimana: O2 = Oxygen Content FA = False air rate Vin = Laju alir gas masuk Vout = Laju alir gas keluar
- 32. TERIMAKASIH 1 Know the safety zone 2 Move quickly and quietly to the safety zone 32