Bahan Bakar DAN KARAKTERISTIKNYA

Bahan Bakar DAN KARAKTERISTIKNYA Bahan Bakar adalah Suatu zat yang jika dipanaskan akan mengalami reaksi kimia dengan oksidator (biasanya oksigen dalam udara) untuk melepaskan panas. Bahan bakar komersial mengandung karbon, hidrogen dan senyawa-senyawanya (sehingga sering disebut bahan bakar hidrokarbon) yang akan menghasilkan suatu nilai kalor (heating value). Syarat umum bahan bakar: Tersedia dalam jumlah yang banyak. Relatif murah Punya nilai kalor yang tinggi Emisi rendah BAHAN BAKAR GAS Gas alam (natural gas) Ditemukan di bebatuan berporos dalam kondisi terkompresi secara sendirian atau bersama-sama dengan minyak mentah dalam kondisi terlarut. Terdiri dari campuran hidrokarbon dengan gas metana (CH4) sebagai unsur utama dan etana (C2H6). propana (C3H8), butana (C4H10) dalam jumlah lebih kecil. Kandungan sulfur dan senyawa nitrogen organik bisa diabaikan. Untuk memudahkan transportasi gas alam sering dicairkan sampai -127C sehingga sering disebut sebagai LNG (liquefied natural gas). LPG (liquefied petroleum gas) Diproduksi dari suatu sumur minyak dengan dengan kandungan utama propana dan butana. LPG diangkut dan disimpan pada suatu tekanan tertentu (420bar) dan pada kondisi atmosfer berwujud gas. Producer gas Diproduksi dengan cara mengalirkan udara dalam jumlah yang kurang dari stoikiometris ke dalam lapisan batubara atau kayu yang dalam kondisi panas. Unsur yang bisa terbakar adalah hidrogen dan karbon monooksida (CO) dengan kandungan nitrogen sampai 55%. Karena kandungan nitrogen yang cukup tinggi maka nilai kalornya rendah, sehingga untuk meningkatkannya dialirkan oksigen atau memanaskan secara tidak langsung. Karakteristik bahan bakar gas: Karena berfasa gas maka bahan bakar gas mudah bercampur dengan udara. Sifat volumetris dan nilai kalor beberapa bahan bakar gas bisa dilihat dari Tabel. BAHAN BAKAR CAIR Sebagian besar didapatkan dari turunan minyak mentah. Untuk masa yang akan datang dimungkinkan didapatkan dari batubara atau biomass. Minyak mentah merupakan campuran hidrokarbon cair (84%) dengan sejumlah sulfur (3%), nitrogen (0,5%), oksigen (0,5%), metal dan mineral. Untuk mendapatkan bahan bakar cair yang ada di pasaran,maka minyak mentah perlu refining yang meliputi distillation, cracking, reforming, dan impurity removal. Minyak mentah dilihat struktur kimiawi mengandung gugus-gugus: alkana CnH2n+2 (paraffins) alkena CnH2n (oleffins) sikloalkana CnH2n (naphthene) alkohol aromatik CnHn. Gugus kimiawi ini menentukan mudah tidaknya pembentukan jelaga (soot). Untuk pembakaran premixed: aromatik > alkohol > parafin > olefin > acetylene Untuk pembakaran difusi: aromatik > acetylene > olefin > parafin > alkohol Karakteristik bahan bakar cair: Heating value (nilai kalor). See Table. Specific gravity (sg) yang merupakan perbandingan antara densitas bahan bakar dan air pada temperatur yang sama (bb/air at16C). Sering juga digunakan API (American Petroleum Industry) specific gravity (G) yang besarnya: G=141,5/sg –131,5. Viscosity (kekentalan) menunjukkan mudah tidaknya bahan bakar cair dipompa dan dikabutkan. Semakin tinggi temperatur maka viskositas semakin turun, yang artinya semakin mudah mengalir dan mengalami atomisasi. Flash point merupakan temperatur maksimal dimana bahan bakar dapat ditangani tanpa adanya resiko apapun. Autoignition temperature merupakan temperatur dimana bahan bakar bisa menyala dengan sendirinya dengan tanpa penyalaan. Octane number ON (bilangan oktan) menunjukan ketahanan bahan bakar dalam motor bensin untuk tidak mengalami knocking(terjadi karena pembakaran terlalu dini) . Semakin tinggi ON semakin susah terjadi ketukan. Cetane number CN (bilangan cetan) menunjukkan tendensi keterlambatan penyalaan bahan bakar (delay Ignition) dalam motor diesel. Semakin tinggi CN semakin mudah terjadi penyalaan. Smoke point menunjukkan tendensi pembentukan jelaga terutama dalam turbin gas. Semakin tinggi smoke point semakin susah membentuk jelaga.    BAHAN BAKAR PADAT Dibandingkan dengan bahan bakar gas atau cair, bahan bakar padat mengandung impurity berupa air, abu, nitrogen dan sulfur dalam jumlah yang signifikan. Jenis-jenis bahan bakar padat: Biomass dapat dibagi menjadi kayu dan non-kayu. Arang didapatkan dengan memanaskan kayu dengan tanpa oksigen. Peat berasal dari daun-daunan, ranting, atau batang tumbuhan yang membusuk. Batubara berasal dari fosil biomassa yang telah terkubur selama ratusan ribu tahun. Batubara dapat diklasifikasikan berdasarkan rangking dan grade. Ranking batubara didasarkan kepada besarnya nilai kalor untuk batubara ranking rendah, dan prosentase karbon untuk batubara ranking tinggi. Jenis-jenis batubara berdasar rangking: Lignite berwarna coklat kehitam-hitaman dan termasuk rangking rendah. Secara kimiawi sifatnya mirip dengan peat (sampah tanaman) yaitu banyak mengandung air dan unsur volatil (volatile matter). Secara fisis lignite mudah pecah. Subbituminous berwarna hitam kusam. Kandungan air lebih sedikit dibanding dengan lignite. Bituminous berwarna hitam gelap dengan kandungan air yang rendah dan kandungan unsur volatil tinggi sampai medium. Bituminous lebih tahan terhadap cuaca dibanding lignite dan subbituminous. Anthracite berujud keras, mudah retak, dan mengkilap. Hampir tidak mengandung air atau volatil. Grade batubara tergantung kepada kandungan abu, temperatur fusi abu, kandungan sulfur. Grade batubara bisa ditingkatkan dengan cleaning untuk menghilangkan abu dan senyawa sulfur. Secara mekanis pembersihan abu bisa sampai 1070%, sedangkan untuk sulfur bisa sampai 35%. Pengujian batubara : Proximate analysis menunjukkan moisture, volatil mampu bakar, karbon, dan abu. Ultimate analysis menunjukkan komposisi kimiawi batubara. Hardgrove grindability menunjukkan kemampuan batubara untuk dihaluskan. Ash fusion temperature (titik leleh abu) menunjukkan kecenderungan terjadinya fouling dan slagging dalam sebuah boiler. ahan Bakar dan Karakteristiknya Dr. Eng. Tri Agung Rohmat