ANALISIS PROSES PEMBAKARAN BAHAN BAKAR GAS ALAM(NATURAL ALAM(NATU RAL GAS) January 24, 2011agun 2011agungkr gkrista istanto ntoLeav Leave e a comm comment entGo Go to comments
1! 2! !
4! /!
Gas ala alam m (Na (Natur tural al ga gas) s) te tersu rsusun sun ole oleh h ko kompo mpone nen n uta utama ma gas me metan tana a (C4)! "e "elai lain n gas me metan tana a te terka rka#an #ang g pa# pa#a a gas alam $ug $uga a #it #itemu emuii gas etan et ana, a, pr prop opan ana, a, %u %uta tana na,, ka kar% r%on onmo mono noks ksi# i#a, a, ni nitr trog ogen en,, he heli lium um,, #a #an n hi#rog hi# rogen en sul sul&i# &i#a a #al #alam am $um $umlah lah ke kecil cil!! 'ah 'ahan an %ak %akar ar gas ala alam m mem memili iliki ki %e%er %e% erapa apa ke kele% le%iha ihan n $ik $ika a #i% #i%an an#in #ing g $en $enis is %ah %ahan an %ak %akar ar pa# pa#at at #an cai cairr, yaitu erse#ia #alam $umlah yang sangat %esar #i #alam perut %umi! ransportasi gas alam le%ih mu#ah karena %isa melalui pipa*pipa gas %a+ah tanah! -enghasi -eng hasilkan lkan pem% pem%akar akaran an yan yang g %ers %ersih, ih, ti#ak meng menghasi hasilkan lkan hasi hasill pem%akaran yang mem%ahayakan %agi lingkungan, ti#ak menghasilkan a%u! .apat #igunakan pa#a ruang %akar yang se#erhana! arga %ahan %akar gas le%ih murah #i%an#ing %ahan %akar cair! a#a a #a co cont ntoh oh an anal alis isis is pr pros oses es pe pem% m%ak akar aran an %a %aha han n %a %aka karr ga gas s in inii ak akan an #igu #i guna naka kan n ga gas s al alam am la lapa pang ngan an h hio io m mer erik ika a "e "eri rika katt ya yang ng me memi mili liki ki komposisi se%agai %erikut (3 volume) i#rogen 2 1,52 -etana C4 6, 7tilena C24 0,2/ 8ar%onmonoksi#a C 0,4/ 8ar%on#ioksi#a C2 0,22 Nitrogen N2 ,40 ksigen 2 0,/ i#rogen sul&i#a 2" 0,15 "i&at*s "i&at *si&a i&att pen pentin ting g ya yang ng aka akan n kit kita a hit hitung ung pa# pa#a a ana analis lisis is ini a#a a#alah lah nil nilai ai kalor %ahan %akar, $umlah ke%utuhan u#ara untuk pem%akaran, $umlah gas asap hasil pem%akaran, komposisi gas asap, #an temperatur nyala api! Analisis proses pembakaran 'er#as 'er #asark arkan an ko kompo mposis sisii gas ala alam m #ap #apat at #ik #iket etahu ahuii %ah %ah+a +a #i #al #alam am gas alam terse%ut mengan#ung %e%erapa komponen yang mu#ah ter%akar yaitu C4, C24, 2, C, #an 2"!
9eaksi pem%akaran pem%akaran pa#a gas metana a#alah C4 : 22 C2 : 22 : ;!;0/,46 kJ
.engan prosentase 6,3 volume gas metana, maka kalor yang #ihasilkan #ari pem%akaran 1 m gas metana a#alah ;!;0/,46 = 0,6 /!160,/ kJ 9eaksi pem%akaran pa#a gas etilena a#alah C24 : 2 2C2 : 22 : /6!645,;4 kJh /!160,/ : 146,5; : 216,54 : /,;/ : 4,12 /!?/;,11 kJ
.ari reaksi pem%akaran kar%onmonoksi#a memperlihatkan %ah+a 1 m kar%onmonoksi#a mem%utuhkan 0,/ m oksigen, sehingga 0,004/ m kar%onmonoksi#a akan mem%utuhkan 0,/ = 0,004/ 0,0022/ m 2 .ari reaksi pem%akaran 2" memperlihatkan %ah+a 1 m 2" mem%utuhkan 1,/ m oksigen, sehingga 0,0015 m 2" akan mem%utuhkan 1,/ = 0,0015 0,002; m 2 8arena #i #alam gas alam su#ah ter#apat kan#ungan oksigen se%anyak 0,/3 volume sehingga ke%utuhan total oksigen a#alah 1,5; : 0,00;/ : 0,0061 : 0,0022/ : 0,002; @ 0,00/ 1,55 m 8arena u#ara #imana oksigen %erasal mengan#ung nitrogen #engan per%an#ingan volume N 2 2 ,;?2 1, maka ter#apat nitrogen #engan $umlah teoritis 1,55 = ,;?2 ;,06 m Jumlah u#ara teoritis yang #iperlukan untuk pem%akaran a#alah 1,55 : ;,06 5,6; m
1
a#a reaksi pem%akaran, 1 m 2" menghasilkan 1 m "2 #an 1 m2 sehingga 0,0015 m 2" akan menghasilkan 0,0015 m "2 0,0015 m 2
Gas hasil pem%akaran total a#alah 0,6 : 0,00/0 :0,004/ 0,6425 m C2 1,5??? : 0,00/0 : 0,0152 : 0,0015 1,561? m 2 0,0015 m "2 8arena #i #alam gas alam su#ah mengan#ung 0,0022 m C2 #an 0,04 m N2, maka hasil pem%akaran akan ter#iri #ari 0,6425 : 0,0022 0,64/ m C2 1,561? m 2 0,0015 m "2 ;,06 : 0,04 ;,12 m N2 "ehingga $umlah teoritis total gas hasil pem%akaran A cp 6,6? m rosentase gas hasil pem%akaran a#alah C2 6,463 2 15,663 "2 0,023 N2 ;1,/13 8ita asumsikan temperatur api a#alah 1500 °C! a#a temperatur ini kalor spesi&ik untuk unsur*unsur penyusun gas hasil pem%akaran a#alah C2 2,422? kJ
emperatur api teoritis #apat #ihitung se%agai %erikut >h Acp = Ccp = tc
/!?/;,11 = = tc tc 21;5,52; °C
10
6,6?
=
1,?41
=
10
nalisis perhitungan temperatur nyala api #i atas a#alah perhitungan teoritis #engan mengasumsikan %ah+a ter$a#i pem%akaran sempurna! .alam praktiknya pem%akaran yang ter$a#i a#alah pem%akaran ti#ak sempurna sehingga perlu $umlah u#ara yang %erle%ih #i%an#ing $umlah u#ara teoritis yang #ikenal #engan istilah e=cess air! a#a pem%akaran ti#ak sempurna ter$a#i rugi*rugi %ahan %akar #an kalor serta ter$a#i penurunan temperatur nyala api! Bntuk meminimalkan rugi*rugi terse%ut maka harus menggunakan e=cess air! 'esar e=cess air tergantung pa#a $enis %ahan %akar #an $enis pengapian! Bntuk $enis %ahan %akar gas alam a#alah @ 103! a#a perhitungan ini #iam%il e=cess air se%esar 103 sehingga men$a#i Bntuk e=cess air 103 5,6; = 0,10 0,56; m Jumlah ke%utuhan u#ara sesungguhnya untuk pem%akaran a#alah 5,6; : 0,56; 6,5; m
2 °C N2 °C otal °C
1,60// 1,4;0/
= = Ccp
1;,;3 ;,403
kJ
0,;5
kJ
1,0;64
kJ
1,?1;
emperatur api se%enarnya #apat #ihitung se%agai %erikut >h Acp = Ccp = tc /!?/;,11 = 10 10,?;1 = 1,?1; = tc ∴tc 204;,51 °C
=
10
Reerensi ! .eshmukh, eshvant A!, 200/, Dn#ustrial eating rinciples, echniEues, -aterials, pplications, an# .esign, C9C ress! 8itto, John '! F "tult, "teven C!, 200/, "team
