Perhitungan Neraca Massa Raw Mill [PDF]

Citation preview

Perhitungan Neraca Massa Teoritis Raw Mill Perhitungan neraca massa merupakan perhitungan untuk mencari kesetimbangan antara massa yang masuk dan keluar Raw Mill. Data yang dihitung pada tanggal 15 Februari 2016 pukul 09.40  



Rawmix Coppersl ag



Material rawmill & RAWMILL



hot gas



BLENDIN G SILO



kiln feed



Hot gas from preheater dust los



PREHEATE R



hot gas & dust loss



Gambar 2.27 Blok Diagram Neraca Massa Rawmill



Gambar 2.28 Flowsheet Rawmill Basis = 1 jam reaksi A.



PERHITUNGAN KOMPOSISI GAS PANAS MASUK RAWMILL Komposisi batubara masuk rotary kiln



= 23,3 ton/jam = 23300 kg/jam



Tabel 2.11 Analisa Komposisi Batubara komponen



% massa



C



50,19



H2



3,53



material terkalsinasi



N2



0,9



O2



17,04



S



0,17



H2O



17,31



Ash



10,86



Total



100



(Sumber : Lab. Batu Bara Unit Jaminan Mutu) Tabel 2.12 Perhitungan massa dan mol batubara kompone n C



% massa 50,19



Massa (kg) 11694,27



BM (kgmol) 12



Mol(kmol/jam ) 974,522



% mol



H2



3,53



822,49



2



411,245



23,599



N2



0,9



209,7



28



7,489



0,429



O2



17,04



3970,32



32



124,072



7,119



S



0,17



39,61



32



1,237



0,071



H2O



17,31



4033,23



18



224,068



12,858



Ash



10,86



2530,38



Total



100



23300



1742,35



100



55,922



Perhitungan diasumsikan pembakaran sempurna , artinya konversi reaksinya 100% Reaksi pembakaran batubara Reaksi (I)



:



C + O2 CO2



CO2 yg dihasilkan



= (1 mol CO2 / 1 mol C) x mol Cxkonversi = (1/1) x 974,522 kmol/jam x 100% = 974,522 kmol/jam



O2 yg dibutuhkan



= (1 mol O2 / 1 mol CO2) x mol CO2 = (1/1) x 974,522 kmol/jam = 974,522 kmol/jam



Reaksi (II)



:



S + O2



SO2



SO2 yg dihasilkan



= (1 mol SO2/ 1 mol S) x mol S x konversi = (1/1) x 1,237 x 100% = 1,237 kmol/jam



O2 yg dibutuhkan



= (1 mol O2 / 1 mol SO2) x mol SO2 = (1/1) x 1,237 kmol/jam = 1,237 kmol/jam



Reaksi (III)



:



H2 + ½ O2



H2O yg terbentuk



H2O = (1 mol H2O/ 1 mol H2) x mol H2 x konversi = (1/1) x 411,245 kmol/jam = 411,245 kmol/jam



O2 yg dibutuhkan



= (0,5 mol O2 / 1 mol H2O) x mol H2O = (0,5/1) x 411,245 kmol/jam = 205,622 kmol/jam



Total O2 yg diperlakukan untuk bereaksi = O2(Reaksi I)+O2(Reaksi II)+O2(Reaksi III) = (974,522+1,237+ 205,622) kmol/jam = 1181,381 kmol/jam Kandungan O2 dalam batubara



= 124,072 kmol/jam



Kebutuhan O2 teoritis



=Total O2 yg diperlukan - O2 dalam batubara = 1181,381 kmol/jam – 124,072 kmol/jam = 1057,309 kmol/jam



ASUMSI KEBUTUHAN UDARA YANG DIGUNAKAN EXCESS 10% % excess



= O2 sesungguhnya - O2 teoritis x 100% O2 teoritis



10%



= O2 sesungguhnya-1057,309 kmol/jamx100% 1057,309 kmol/jam



Kebutuhan O2 sesungguhnya



= 1163,0399 kmol/jam



Kebutuhan udara sesungguhnya



= (100/21) x kebutuhan O2 sesungguhnya = (100/21) x 1163,0399 kmol/jam = 5538,2852 kmol/jam



N2 dari udara



= (79/21) x kebutuhan O2 sesungguhnya = (79/21) x 1163,0399 kmol/jam



= 4375,245 kmol/jam N2 total



= N2 dari udara + N2 dari batubara = 4375,245 kmol/jam + 7,489 kmol/jam = 4382,734 kmol/jam



O2 sisa pembakaran



= kebutuhan O2 sesungguhnya – kebutuhan O2 teoritis = 1163,0399 kmol/jam - 1057,309 kmol/jam = 105,7309 kmol/jam



Tabel 2.13 Komposisi Gas Hasil Pembakaran (GHP) di Kiln Komponen CO2 N2 H2O SO2 O2 Total



Kmol/jam 974,522 4382,734 411,245 1,237 105,7309 5875,4689



% mol 16,586 74,593 6,999 0,0210 1,799 100



KOMPOSISI GAS PANAS MASUK RAW MILL Volume gas panas masuk raw mill = 1200000 m3/jam n



= (massa / bm)



P = 8,5 mbar = 8,5 x 10-3 bar P = 0,9869 atm/bar x 8,5 x 10-3 bar = 8,388 x 10-3 atm



PV



= nRT



R = 0,082057 m3.atm/kgmol.K T = 3820C = 665,15 K



n



= (PV / RT) = (8,388 x 10-3 atm x 1200000 m3/jam) / (0,08206 m3.atm/kgmol.K x 655,15 K = 187,247 kmol/jam



Tabel 2.14 Komposisi Gas Panas Masuk Raw mill Komponen % mol Mol BM (kmol/jam) (kg/kgmol) CO2 16,586 31,057 44 N2 74,593 139,675 28



Massa (kg/jam) 1366,529 3910,908



H2O SO2 O2 Total B.



6,999 0,0210 1,799 100



13,106 0,039 3,370 187,248



18 64 32



235,911 2,523 107,827 5623,697



PERHITUNGAN NERACA MASSA RAW MILL Data diketahui : Umpan masuk raw mill = 713 ton/jam = 713000 ton/jam Dust loss masuk raw mill dari suspension preheater = 10% dari kiln (rata-rata excess dari flowsheet kiln) Kiln feed =



626 ton/jam



=



10 % x 626000



=



62600 kg/jam



Laju alir massa raw material masuk raw mill Tabel 2.15 Raw material masuk raw mill Material Lime stone



Massa (kg/jam) 588820



Clay



115380



Silica sand



0



Iron sand



8300



Total



712500



(Sumber : CCR Tuban 1) Tabel 2.16 Komposisi raw material masuk Raw mill Komponen Lime stone Clay Silica sand CaCO3 89,06 % 30% 0% SiO2 1,79% 30,46% 0% Al2O3 1,15% 8,96% 0% Fe2O3 0,52% 4,43% 0% MgCO3 0,56% 11,15% 0% H2O 6,92% 15,00% 0% Total 100,00 100,00% 0,00%



Iron sand 11,09% 44,63% 5,89% 23,85% 9,85% 4,69% 100,00%



Tabel 2.17 Komposisi massa raw material masuk raw mill Material Masuk Raw Mill Kompone Lime Stone Clay Silica sand



Iron Sand



n CaCO3 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgCO3 H2O Total



massa (kg/jam) 524403,092 10539,878 6771,43 3061,864 3297,392 40746,344 588820



massa (kg/jam) 34614 35144,748 10338,048 5111,334 12864,87 17307 115380



massa (kg/jam) 0 0 0 0 0 0 0



Tabel 2.18 Laju alir massa raw material masuk Raw mill Kompone massa(kg/jam BM(kg/kgmol Mol n ) ) (kmol/jam) CaCO3 559937,562 100 5599,37562 SiO2 49388,916 60 823,1486 Al2O3 17598,348 102 172,5328235 Fe2O3 10152,748 159,6 63,61370927 MgCO3 16979,812 84 202,140619 H2O 58442,614 18 3246,811889 Total 712500 10107,62326



Tabel 2.19 Laju alir massa gas panas masuk Raw mill Komponen Massa(kg/jam BM(kg/kmol Mol ) ) (kmol/jam) CO2 44 1366,53 31,057 N2 28 3910,91 139,675 H2O 18 235,91 13,106 SO2 64 2,52 0,039 O2 32 107,83 3,370 Total 5623,70 187,2478933



Tabel.2.20 Komposisi dust loss dari suspension preheater



massa (kg/jam) 920,47 3704,29 488,87 1979,55 817,55 389,27 8300



(Sumber : Lab Pengendalian Proses PT Semen Indonesia (Persero) Tbk) Tabel 2.21 Laju alir dust loss dari suspension preheater



Tabel 2.22 Jumlah komponen masuk Rawmill



Laju alir massa raw material keluar raw mill raw material keluar raw mill mengandung



= 0,50 % H2O



H2O dalam raw material keluar raw mill



= 0,5 % x 58442,61 = 292,2131 kg/jam



Tabel 2.23 Laju alir raw material keluar Rawmill



Laju alir massa gas panas keluar raw mill Kandungan uap air dalam gas panas keluar raw mill = kadar H2O in – kadar H2O out = 58442,614 – 292,2131 = 58150,401 kg/jam Laju alir uap air dari raw mill



= 58150,401 kg/jam



Laju alir uap air dari gas panas masuk raw mill



= 28122,6 kg/jam + = 86273 kg/jam



Sehingga laju alir uap air keluar raw mill



Tabel 2.24 Laju alir gas panas keluar Rawmill



Tabel 2.25 Hasil dan Perhitungan Neraca Massa Raw Mill Komponen Raw material (tanpa H2O) H2O dari raw mill dust loss dari suspension preheater



Input (kg/jam)



Output(kg/jam)



654057,386



0



58442,614



0



62600



0



gas panas masuk rawmill raw material kering (0,5% H2O) & dust lost Gas panas keluar raw mill Total



5623,696588



0



0



716949,5991



0



63774,09752



780723,6966



780723,6966