BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Kokas adalah bahan karbon padat yang berasal dari distilasi batubara rendah abu dan rendah sulfur, batubara bitumen. Kokas batubara berwarna abu-abu, keras, dan berongga.Kokas sebenarnya dapat terbentuk secara alami, namun bentuk yang umum digunakan adalah buatan manusia. Indonesia memiliki cadangan batubara yang besar melebihi cadangan minyak bumi. Kegiatan penambangan batubara di Indonesia juga semakin meningkat dari tahun ke tahun dimana batubara diharapkan sebagai sumber alternatif, selain untuk ekspor juga untuk memenuhi kebutuhan konsumsi energi dalam negeri. Oleh karena itu perlu digalakkan program pemasyarakatan dan pembudayaan batubara. Salah satu caranya adalah dengan penanganan lebih lanjut proses pengembangan pembuatan kokas, karena merupakan komoditi penting yang banyak dibutuhkan pada industri berskala kecil sampai skala besar. Industri yang membutuhkan kokas antara lain industri pengecoran logam, industri gula, industri elektrode dan industri logam lainnya. Pemenuhan kebutuhan kokas di Indonesia sebagian besar berasal dari luar negeri (impor) Jepang, RRC, dan Taiwan. Mengingat kokas merupakan komoditi yang cukup penting, terutama pada industri logam dan baja, maka usaha pengembangan dan pemenuhan kebutuhan kokas dari dalam negeri menjadi sangat perlu. Kokas selain digunakan untuk meningkatkan kandungan karbon dalam besi, juga berfungsi sebagai bahan bakar, bahan pereduksi maupun penyangga beban. Jadi jelas bahwa batubara bisa diharapkan sebagai sumber energi alternatif untuk mengurangi ketergantungan pada impor, yang tentunya dapat menghemat devisa.
1.2 Tujuan -
Mengetahui alur proses produksi kokas batubara (coke) 1
-
Mengetahui manfaat yang dimiliki oleh kokas batubara (coke)
2
BAB II DASAR TEORI
2.1 Pengertian Kokas Kokas adalah bahan karbon padat yang berasal dari distilasi batubara rendah abu dan rendah sulfur, batubara bitumen. Kokas batubara berwarna abu-abu, keras, dan berongga. Kokas sebenarnya dapat terbentuk secara alami, namun bentuk yang umum digunakan adalah buatan manusia.
gambar 1. kokas 2.2 Sejarah Kokas Kokas digunakan orang-orang China pertama kali untuk pemanasan dan memasak sekurang-kurangnya pada abad kesembilan. Pada dekade pertama abad kesebelas, pandai besi China di lembah Sungai Kuning mulai menggunakan kokas untuk bahan bakar di tungku mereka, sebagai pemecahan masalah bahan bakar untuk wilayah yang jarang terdapat pepohonan di sana. Pada tahun 1603, Hugh Plat menyatakan bahwa batubara dapat dibakar dengan cara yang analog dengan cara pembakaran arang yang diproduksi dari kayu. Proses ini tidak dipraktekkan sampai tahun 1642, ketika kokas digunakan untuk memanggang ragi di Derbyshire.
3
Pada tahun 1709, Abraham Darby I membangun tanur pembakaran kokas untuk menghasilkan besi cor. Kekuatan kokas yang besar membuat blast furnace dibangun lebih tinggi dan lebih besar. Selanjutnya, ketersediaan besi murah menjadi salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya Revolusi Industri. Di Inggris pada tahun-tahun pertama lokomotif kereta api uap, kokas merupakan bahan bakar yang umum digunakan. Hal ini terutama karena didorong oleh peraturan perundang-undangan mengenai lingkungan. Setiap lokomotif diharuskan "mengkonsumsi asapnya sendiri" yang secara teknis tidak mungkin untuk dilakukan
sampai
mulai
digunakannya firebox
arch,
namun
membakar
kokas rendah emisi asap dianggap memenuhi persyaratan. Namun, aturan ini diamdiam mulai diabaikan dan batubara yang lebih murah menjadi bahan bakar umum, seiring dengan kereta api yang mulai diterma di kalangan masyarakat umum. Pada akhir abad 19, para penambang di bagian barat Pennsylvania, USA menyediakan batubara yang menjadi bahan baku untuk kokas. Pada tahun 1885, Rochester and Pittsburgh Coal and Iron Company mem bangun string oven kokas terpanjang di dunia di Walston, Pennsylvania, dengan 475 oven dan panjangnya 2 km (1,25 mil). Output mereka mencapai 22.000 ton per bulan. The Minersville Coke Oven di Huntingdon County, Pennsylvania itu dicatatkan dalam Daftar Tempat Bersejarah Nasional USA pada tahun 1991.
2.3 Produksi Kokas Kandunagan volatil dari batubara -termasuk air, gas batubara, dan batu baratar- didorong keluar karena dipanggang dalam tungku atau oven pengap pada suhu setinggi 2.000 ° C (3.600 ° F) meskipun biasanya sekitar 1.000-1.100 ° C ( 18322012 ° F). Fasilitas paling modern oven kokas tetap menghasilkan "produk sampingan". Saat ini, hidrokarbon volatil juga dimanfaatkan, setelah pemurnian, dalam proses pembakaran yang terpisah untuk menghasilkan energi. Tungku kokas (oven)
4
membakar gas hidrokarbon yang dihasilkan oleh proses pembuatan kokas mengakibatkan terjadinya proses karbonisasi. Batubara yang sebagai umpan dalam proses karbonisasi dimasukan ke tungku (pada tahap v), di mana batubara melewati zona karbonisasi suhu rendah, pada suhu sekitar 375 sampai 475 derajat celcius, batubara mengalami dekomposisi membentuk lapisan plastis di sekitar dinding. Ketika suhu mencapai 475 sampai 600 derajat celcius, terlihat kemunculan cairan tar dan senyawa hidrokarbon (minyak), dilanjutkan dengan pemadatan massa plastis menjadi semi-kokas, dan kemudian batubara dipanaskan dalam carbonisasi suhu tinggi sampai 1000o C (pada tahap vii) untuk menjalani karbonisasi. Batubara bitumen harus memenuhi seperangkat kriteria untuk digunakan sebagai kokas batubara, ditentukan oleh teknik uji batubara tertentu. Termasuk diantaranya kadar air, kadar abu, sulfur, kandungan volatil, tar, dan plastisitas. Pengujian ini ditargetkan untuk menghasilkan kokas dengan kekuatan yang sesuai (umumnya diukur oleh coke strength after reaction (CSR). Pengujian lainnya juga dipertimbangkan, termasuk untuk memastikan coke tidak menggelembung terlalu banyak selama produksi dan menghancurkan oven melalui tekanan dinding yang berlebihan. Semakin besar zat terbang (volatil) dalam batubara, semakin banyak byproduk diproduksi. Umumnya tingkat 26-29% zat terbang dalam campuran batubara dianggap baik untuk tujuan mendapatkan kokas. Jadi jenis batubara lain bisa dicampur secara proporsional untuk mencapai tingkat volatil yang dapat diterima sebelum proses produksi kokas dimulai. Kokas alami terbentuk ketika lapisan batubara dipotong oleh intrusi vulkanik. Gangguan ini memanaskan batubara di sekitarnya dalam suasana anoxic sehingga terbentuklah zona kokas (biasanya beberapa meter) di sepanjang gangguan itu. Namun, kokas alami sangat bervariasi dalam hal kekuatan dan kadar abunya, dan
5
umumnya dianggap tidak dapat dijual kecuali dalam beberapa kasus sebagai produk termal.
2.4 Penggunaan Kokas Kokas digunakan sebagai bahan bakar dan sebagai agen pereduksi dalam peleburan bijih besi dalamblast furnace. Kokas ini digunakan untuk mengurangi oksida besi (hematit) untuk mengumpulkan besi. Karena konstituen penghasil asap dibuang selama proses pembuatan kokas, kokas menjadi bahan bakar yang baik untuk kompor dan tungku yang tidak cocok untuk pembakaran batubara bitumen asli. Kokas dapat dibakar dengan sedikit atau tidak berasap saat pembakaran, sedangkan batubara bitumen akan menghasilkan banyak asap. Ditemukan secara tidak sengaja, kokas memilik sifat perisai panas yang unggul bila dikombinasikan dengan bahan lain. Kokas merupakan salah satu bahan yang digunakan sebagai perisai panas pada program kendaraan luar angkasa NASA, Apollo. Dalam bentuk akhirnya, bahan ini disebut AVCOAT 5026-39. Bahan ini telah digunakan baru-baru ini sebagai perisai panas pada kendaraan Pathfinder Mars. Meskipun tidak digunakan untuk pesawat ulang-alik modern, NASA telah merencanakan untuk memanfaatkan kokas dan bahan lainnya untuk perisai panas pesawat ruang angkasa generasi berikutnya, bernama Orion, sebelum proyek itu dibatalkan. Kokas secara luas digunakan sebagai pengganti batubara untuk pemanas domestik menyusul diberlakukannya zona tanpa asap di Inggris.
6
BAB III PEMBAHASAN
3.1 The Formed- Coke Making Process ( Proses Pembuatan/Produksi Kokas) 3.1.1 Tahap Pembentukan(forming Stage) Noncaking Coal adalah bahan baku utama (60-80%). Batubara dikeringkan hingga kandungan air 2-3% (pada tahap i ). Batubara kering digerus (pada tahap ii ). Pengikat ditambahkan ke bubuk batu bara, bahan ini kemudian dicampur (pada tahap iii ), dan dicetak (pada tahap iv), sehingga memperoleh batubara umpan. 3.1.2 Tahap Karbonisasi (carbonizing stage) Karbonisasi batubara adalah proses distilasi kering di mana sirkulasi udara dikontrol seminimal mungkin. Melalui dinding baja, panas disalurkan ke dalam tanur bakar yang memuat batubara. Proses karbonisasi merupakan reaksi endoterm atau eksoterm tergantung pada temperatur dan proses reaksi yang sedang terjadi. Secara umum hal ini dipengaruhi oleh hubungan temperatur karbonisasi, sifat reaksi, perubahan fisik/kimiawi yang terjadi. Batubara yang sebagai umpan dalam proses karbonisasi dimasukan ke tungku (pada tahap v), di mana batubara melewati zona karbonisasi suhu rendah, pada suhu sekitar 375 sampai 475 derajat celcius, batubara mengalami dekomposisi membentuk lapisan plastis di sekitar dinding. Ketika suhu mencapai 475 sampai 600 derajat celcius, terlihat kemunculan cairan tar dan senyawa hidrokarbon (minyak), dilanjutkan dengan pemadatan massa plastis menjadi semi-kokas, dan kemudian batubara dipanaskan dalam carbonisasi suhu tinggi sampai 1000o C (pada tahap vii) untuk menjalani karbonisasi. Tingkat panas yang tinggi harus dikendalikan sehingga batubara tidak pecah dan hancur akibat batubara mengalami pertambahan atau penyusutan
volume.
7
Batubara yang telah terkarbonisasi (coke), didinginkan hingga mencapai suhu 100o C atau lebih rendah. Suhu di pendinginan (pada tahap viii) oleh gas yang bersuhu normal dimasukkan dari bawah tungku sebelum kokas dikeluarkan dari tungku. 3.1.3 Gas yang dihasilkan ( generated Gas) Gas hasil pemanasan kokas (300-350o C) meninggalkan bagian atas tungku yang didinginkan oleh recooler ( pada tahap ix ) dan pendingin utama ( pada tahap x ). Setelah menghilangkan asap tar ( pada tahap xi ), sebagian besar gas dikembalikan ke tungku. Porsi gas yang berlebihan dikeluarkan dari sistem, yang kemudian mengalami rectification dan desulfurisasi untuk menjadi bahan bakar bersih yang memiliki nilai kalori tinggi, (3800kcal/Nm3). 3.1.4 Produk sampingan( byproducts) Cairan dalam gas dibawa ke decanter ( pada tahap xii ) yang memisahkan ammonia
dan tar dengan dekantasi dan pengendapan . Masing-masing produk
sampingan tersebut digunakan untuk tanaman yang ada untuk perawatan lebih lanjut. Setelah dinormalisasi, tar digunakan kembali sebagai pengikat untuk pembentukan kokas. 3.1.5 Sirkulasi Gas (Gas recycle ) Gas hasil pemisahkan kabut tar di electric precipitator dipanaskan sampai sekitar 1000o C pada suhu tungku pemanas gas yang tinggi ( pada tahap xiii ), dan kemudian dimasukan ke zona karbonisasi bersuhu tinggi ( pada tahap vii ). Gas yang dipanaskan sampai 450o C pada suhu tungku pemanas gas rendah ( pada tahap xiv ) kendalikan ejektor ( pada tahap xv ). Ejektor ( xv ) menghisap gas bersuhu tinggi yang digunakan untuk mendinginkan kokas untuk memberi umpan ke zona karbonisasi bersuhu rendah (vi) pada suhu gas sekitar 600o C.
8
Gambar 2. Alur proses produksi kokas batubara
9
3.2 Pemanfaatan Kokas Batubara Kokas digunakan sebagai bahan bakar dan sebagai agen pereduksi dalam peleburan bijih besi dalamblast furnace. Kokas ini digunakan untuk mengurangi oksida besi (hematit) untuk mengumpulkan besi. Karena konstituen penghasil asap dibuang selama proses pembuatan kokas, kokas menjadi bahan bakar yang baik untuk kompor dan tungku yang tidak cocok untuk pembakaran batubara bitumen asli. Kokas dapat dibakar dengan sedikit atau tidak berasap saat pembakaran, sedangkan batubara bitumen akan menghasilkan banyak asap. Ditemukan secara tidak sengaja, kokas memilik sifat perisai panas yang unggul bila dikombinasikan dengan bahan lain. Kokas merupakan salah satu bahan yang digunakan sebagai perisai panas pada program kendaraan luar angkasa NASA, Apollo. Dalam bentuk akhirnya, bahan ini disebut AVCOAT 5026-39. Bahan ini telah digunakan baru-baru ini sebagai perisai panas pada kendaraan Pathfinder Mars. Meskipun tidak digunakan untuk pesawat ulang-alik modern, NASA telah merencanakan untuk memanfaatkan kokas dan bahan lainnya untuk perisai panas pesawat ruang angkasa generasi berikutnya, bernama Orion, sebelum proyek itu dibatalkan. Kokas secara luas digunakan sebagai pengganti batubara untuk pemanas domestik menyusul diberlakukannya zona tanpa asap di Inggris.
10
BAB IV PENUTUP 4. 1 Kesimpulan -
Secara umum kokas batubara terbentuk dari proses pemanasan batubara sebagai umpan yang dimasukkan ke dalam tungku pembakaran. Lalu dipanaskan pada suhu rendah dari 375-475 derajat Celsius sehingga terbentuk lapisan plastis di sekitar dinding. Ketika suhu mencapai 475 sampai 600 derajat celcius, terlihat kemunculan cairan tar dan senyawa hidrokarbon (minyak), dilanjutkan dengan pemadatan massa plastis menjadi semi-kokas, dan kemudian batubara dipanaskan dalam carbonisasi suhu tinggi sampai 1000o C (pada tahap vii) untuk menjalani karbonisasi.
-
Kokas digunakan sebagai bahan bakar dan sebagai agen pereduksi dalam peleburan bijih besi dalamblast furnace. Kokas ini digunakan untuk mengurangi oksida besi (hematit) untuk mengumpulkan besi. Selain itu, kokas memiliki sifat perisai panas yang unggul bila dikombinasikan dengan bahan lain. Kokas merupakan salah satu bahan yang digunakan sebagai perisai panas pada program kendaraan luar angkasa NASA, Apollo.
4. 2 Saran Melihat hasil riset para ilmuan saat ini yang banyak menemukan manfaat dan kegunaan dari kokas batu bara semakin beragam. Namun, hal ini kurang didukung oleh jumlah industry yang memproduksi kokas itu sendiri. Oleh karena itu, dirasa perlu adanya perkembangan dalam industry kokas itu sendiri segi dari kuantitas maupun kualitas. Sehingga kegunaan kokas tersebut bias dimanfaatkan secara optimal.
11
DAFTAR PUSTAKA http://bangngabua.blogspot.com/2011/06/kokas-batubara.html http://www.jualbatubara.com/2012/10/sejarah-produksi-dan-penggunaan-kokas.html Center for Coal Utilization, Japan; and Japan Iron and Steel Federation Period: 1978 1986
12
