SIDANG TUGAS AKHIR Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industi ITS - Surabaya LOGO

SIDANG TUGAS AKHIR Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industi ITS - Surabaya LOGO

Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering Oleh : Palupi Nisa Hikmatul Auliyah

2310 030 014 2310 030 016

Dosen Pembimbing : Ir. Dr. Lily Pudjiastuti, MT

SIDANG - TA “Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering “ D3 Teknik Kimia FTI-ITS

Semen


Pertumbuhan Penduduk

Pembangunan

PLTU

Fly Ash



Bahan baku semen berupa batu kapur dan Tanah Liat. Batu kapur didapatkan dari pegunungan kapur yang ada di

Indonesia. Cadangan kapur di Jawa Barat menurut Dinas Pertambangan dan Energi adalah sebesar 1.223.400.323 m3 yang tersebar di beberapa daerah Kabupaten di Jawa Barat, seperti Kabupaten Bandung, kabupaten Majalengka, Kabupaten Cirebon, dll. sedangkan Tanah Liat didapatkan dari lahan tanah liat di sekitar daerah padalarang.





Kecamatan Padalarang, Bandung Jawa-Barat


BAHAN BAKU

TENAGA KERJA

TRANSPORTASI

PENYEDIAAN UTILITAS



7.000.000

6.000.000

Jumlah (ton)

5.000.000

y = -213.044,90x + 432.420.162,90

4.000.000 Data Ekspor

3.000.000

2.000.000

Data Impor

y = -14.600,80x + 30.416.171,20

1.000.000

0 2004,5 2005 2005,5 2006 2006,5 2007 2007,5 2008 2008,5 2009 2009,5 Tahun

Gambar I.2. Proyeksi Pertumbuhan Semen Tahun 2010 - 2020

Gambar I.3. Perkembangan Ekspor dan Impor Semen Nasional

Kebutuhan Pasar = (Ekspor + Konsumsi) - (Impor + Produksi) = (2.495.555 + 61.000.000) – (951.757+61.500.000) = 1.043.798 ton/tahun Kapasitas Produksi = 20% x kebutuhan pasar = 20% x 1.043.798 ton/tahun = 208.760 ton/tahun ≈ 210.000 ton /tahun Dari perhitungan diatas, maka pada tahun 2018 akan didirikan pabrik Semen dengan kapasitas sebesar 210.000 ton/tahun



BAHAN PENYUSUN

Bahan Utama Batu Kapur Tanah Liat

Bahan tambahan Fly ash Gypsum Bahan koreksi Pasir besi Pasir silika


Proses Kering

MACAM PROSES

Proses Basah

Perbedaan Kedua Proses terletak pada Proses penggilingan dan homogenisasi.


Kriteria Pertimbangan

Proses Basah

Kandungan air pada raw material Pasokan air di Pabrik Biaya bahan bakar Power Supply Banyaknya debu yang

Seleksi Proses

Proses Kering

Banyak

Sedikit

( campuran berupa

( campuran berupa padatan

slurry )

dengan ukuran 170 mesh )

Banyak

Sedikit

Banyak

Sedikit

(rotary kiln ±500ft)

(rotary kiln ±150ft)

Banyak

Sedikit

Sedikit

Banyak

Baik

Kurang baik

diakibatkan Keseragaman campuran untuk umpan kiln



30 1 1

Tanah Liat

F-111

30 1

J-112

2

C-110

30

30

1

1

6

Batu Kapur 3

J-114 A

F-121 A

30 1

J-122

J-113 A

1

7

4

10

30 1

J-131 A

5

F-121 B 30 30

1

1 8

C-130

J-132

11

C-120 J-124 J-131 B

J-123 9 30

1

1

11

30

J-125 J-133

13

Pasir Silika

30 1

30

Lime stone clay mix

30 1

J-133

13

30

Pasir Silika

1 14

J-131 C

Batu Kapur High grade

30

30

1

1

15

12

Pasir Besi

F-135 B

F-135 C

TC FC

F-135 A

TC FC

F-135 D

TC FC

TC FC

J-212 A J-211 A

J-211 B 16 1 18

J-221 1 23

H-217

150 1

X-218

21

160 1 20

30

B-214

H-216

1 30 17

J-212 B

1

1

24

18 1 22

J-212 C 349

1

Udara panas dari Q-313

31

C-210

25

G-215 19

J-212 D 1 160

J-213 B

J-212 E

1 160

J-222 X-224 TC FC

M-220 TC LC

160 1 27

G-223 F-312 26 1 25

349

160 1 28

Udara panas ke C-210

1 30

Udara excess Q-313

36

Pulvurized coal TC FC

1300 1

TC TC

Pulvurized Coal

39

30 Gas buang kiln

1

Udara excess

TC FC

31

900

32

H-317

30

1

1450 1

30

1

33

1

35 34

40

TC TC

1400

29

Q-310

1

1

38

900

Q-314 J-315

G-316 A

G-316 C

G-316 E

G-316 D J-311

37 1 37

G-316 B

41 1 90

30

1 45

gypsum 30

1 47 30

Fly Ash

1

J-411 A

42

J-412 A

J-411 B

C-417

30

1 40 46 1

F-416

F-420

F-418

30

F-413

J-411 C 30 TC FC

TC FC

1

J-419 B

43

J-419 A

J-412 C 48 1

C-410 30

30

1

C-415 41

51

49 1

Semen

1

90 46 44

F-412 B

30

1 30

50 1 30

Semen


Yield = 0,5827 Sehingga untuk memproduksi semen 640.000 kg/hari, maka dibutuhkan bahan baku sebesar 1.098.416,24 kg/hari.

Contoh Perhitungan Neraca Massa Debu terak

A34

Cooler

A41

Input Komponen

Output

A34 (kg/hari)

Debu Terak (kg/hari)

A41 (kg/hari)

MgO

3.894,25

-

3.699,54

SO3 K2O Na2O

83,04 15,82 35,59

-

78,89 15,03 33,81

C3S

328.950,50

-

312.502,97

C2S

139.358,15

-

132.390,25

C3Al

47.881,77

-

45.487,69

C4AF

75.961,60

-

72.163,52

Debu terak

-

29.809,04

-

29.809,04

566.371,68

Total 596.180,72

596.180,72

Tabel neraca massa overall Nama Alat

Input (kg/hari)

Output (kg/hari)

Clay Cutter (C-110)

52.723,98

52.723,98

Crusher (C-120)

1.000.657,19

1.000.657,19

Belt Conveyor (J-140)

1.098.416,24

1.098.416,24

Roller Mill (C-210)

1.208.457,83

1.208.457,83

Blending Silo (M-220)

1.000.378

1.000.378

Preheater (Q-313)

1.000.378,12

1.000.378,12

Rotary Kiln (Q-310)

735.899,15

735.899,15

Cooler (Q-314)

596.180,72

596.180,72

Ball Mill (C-420)

640.000,00

640.000,00


Contoh Perhitungan Neraca Panas Q A38 T = 507°C °C

H A34 T = 1300°C

H A41 Clinker Cooler

Q dust

Q A37 T = 32 °C

Q in = Q out Q in = Q A34 + Q A37 + Q dust Q out = Q A41 + Q A38

T = 79°C

Aliran 41

Aliran 34 Komponen

Massa

Cp

MgO

3.894,25

0,2237

SO3

83,04

0,1529

K2 O

15,82

0,1322

Na2O

35,59

0,1320

C3S

328.950,50

0,7326

C2S

139.358,15

0,5488

C3Al

47.881,77

0,7385

C4AF

75.961,60

0,7642

Jumlah

ΔT 1275 1275 1275 1275 1275 1275 1275 1275

H = m.Cp. ΔT

Komponen

Massa

Cp

ΔT

H = m.Cp. ΔT

1.110.894,11

MgO

3.699,54

0,2237

44.697,15

16.189,04

SO3

78,89

0,1529

54 54

2.666,07

K2O

15,03

0,1322

54

107,27

5.989,58

Na2O

33,81

0,1320

54

240,99

307.275.630,42

C3S

312.502,97

0,7326

54

12.363.325,37

97.526.185,42

C2S

132.390,25

0,5488

54

3.923.994,75

45.089.938,00

C3Al

45.487,69

0,7385

54

1.814.206,92

74.017.832,54

C4AF

72.163,52

0,7642

54

2.978.129,26

525.045.325,17

Jumlah

Aliran 37 Q A37 (primary air) = m.Cp. ΔT = m 0,2399 (32°C-25°C) = 1,6799 m Aliran 38 Q A38 (secondary air) = m.Cp. ΔT = m 0,306 (507°C-25°C) = 147,492 m

651,37

21.125.353,08

Q dust Komponen

MgO SO3

Massa

194,71 4,15

Cp

0,2237 0,1529

K2 O

0,79

0,1322

Na2O

1,78

0,1320

ΔT

H = m.Cp. ΔT

482

20.998,08

482 482 482

16.447,52

0,7326

306,00

Q out 50,39

6.967,91

1.843.436,13 482

C3Al

2.394,09

0,7385

= 534.969.711,32 + 1,6799 m = Q A41 + Q A38 = 21.125.353,08 + 147,492 m

Q in = Q out 5.808.111,92

0,5488

= H A34 + H A37 + Q dust = 525.045.325,17 + 1,6799 m +

113,21

482 C2S

Q in 9.924.386,15

482 C3S

Heat Balance

852.288,24

534.969.711,32 + 1,6799 m = 21.125.353,08 + 147,492 m

m = 3.524.018,4 kg

Maka Q A38 = m.Cp. ΔT = 3.524.018,4. 0,306 (507°C-25°C) = 519.764.520,59 kcal

482 C4AF TOTAL

3.798,08

0,7642

1.399.082,17 9.924.386,15

Maka Q A37 = m.Cp. ΔT = 3.524.018,4 0,2399 (32°C-25°C) = 5.920.162 kcal

Neraca panas pada cooler (C-420) Komponen H A34 (feed)

Panas masuk (kcal) 525.045.325,17

H A41 (produk) Q A37 (fan)

21.125.353,08 5.920.162

Q A38 (gas buang cooler) Q dust Jumlah

Panas keluar (kcal)

519.764.520,59 9.924.386,15 540.889.873,32 540.889.873,32

Tabel neraca panas overall Panas masuk

Panas Keluar

(kcal)

(kcal)

Roller Mill (C-210)

378.552.021,59

378.552.021,59

Preheater (Q-313)

880.800.748,65

880.800.748,65

Rotary Kiln (Q-310)

1.476.024.868,10

1.476.024.868,10

Cooler (Q-314)

540.889.873,32

540.889.873,32

Nama Alat


Clinker Cooler Nama Alat

= Clinker cooler

Fungsi

= Menurunkan suhu clinker yang keluar dari rotary kiln.

Bentuk

= Ruangan berbentuk balok yang didalamnya terdapat belt conveyor.

Kapasitas

= 24,841 ton/jam

lebar

= 1,5 m

panjang

= 60 m

tinggi

= 2m

jumlah fan

= 7 buah

flowrate fan

= 18500 m3/jam

Belt Conveyor Nama Alat

= Belt conveyor

Fungsi = Memindahkan clinker dari rotary kiln hingga keluar dari clinker cooler setelah mengalami proses heat transfer. Kapasitas

= 24,841 ton/jam

Lebar

= 0,4064 m

Panjang

= 50 m

Kecepatan

= 56,457 ft/min

Daya motor

= 1 hp

Cyclone Nama Alat = Cyclone Fungsi = Memisahkan debu-debu (clinker) dari gas yang keluar dari clinkeer cooler Rate massa debu terak = 29809,04 kg/hari = 1242,043 kg/jam Luas inlet

= 71,4718 ft2

Diameter

= 23,9118 ft

Tinggi cyclone

= 95,6472 ft

Pipa pengeluaran debu

= 5,9779ft

Jumlah

= 1 buah


Sistem utilitas pada pabrik semen ini meliputi : 1. Penyediaan Air 2. Penyediaan Tenaga Listrik 3. Penyediaan Udara Tekan 4. Penyediaan Bahan bakar SIDANG - TA “Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering “ D3 Teknik Kimia FTI-ITS

Kecamatan Padalarang, Bandung Jawa-Barat

Waduk Saguling

Kebutuhan

No

Lt/jam

1

Karyawan

13.500

2

Laboratorium (50 % kebutuhan

6.750

KEBUTUHAN

karyawan) 3

Kebersihan (40 % kebutuhan

5.400

karyawan) 4

Taman (10 % kebutuhan karyawan)

1.350

5

Cadangan (40 % kebutuhan

5.400

karyawan)

Total

32.400

BATU BARA 198.155 kg/hari


Sarung Safety Tangan shoes

Unit

Helmet

Kaca Mata

Ear plug

Masker

Catlepack

Crusher

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

√

Raw Mill

Rotary Kiln Cooler Ball Mill

√ √

√

√

√

√

√


Sistem Control yang Dipakai dalam Pabrik Semen

No.

Nama Alat

Kode Alat

Instrumentasi

1. 2. 3.

F-142 F-143 F-144

Flow Controller (FC) Flow Controller (FC) Flow Controller (FC)

4. 5.

Bin mix Bin pasir silika Bin batu kapur high grade Bin pasir besi Roller Mill

F-145 C-210

6.

Blending silo

M-220

Flow Controller (FC) Temperature Controller (TC) Flow Controller (FC) Level Controller (LC)

7.

Preheater

Q-313

8.

Kiln

Q-310

8.

Clinker cooler

Q-314

9.

Clinker storage

F-413

Temperature Controller (TC) Level Indicator (LI)

10. 11. 12.

Bin clinker Bin fly ash Bin gypsum

F-424 F-425 F-422

Flow Controller (FC) Flow Controller (FC) Flow Controller (FC)

Temperature Controller (TC) Temperature Controller (TC) Flow Controller (FC)


Limbah pada industri semen Limbah gas dan debu (partikulat) penanganan limbah padat dan debu dengan menggunakan cyclone, dust collector dan bag filter Limbah B3 Limbah yang tergolong B3 yang umumnya berbentuk pelumas bekas. Pelumas bekas dikelola kembali untuk pelumasan peralatan pabrik ataupun sebagai alternatif bahan bakar



Produk : Semen Kapasitas produksi: 210.000 ton/tahun 640.000 kg/hari Operasi : Kontinyu 330 hari/tahun 24 jam/hari

Bahan baku dan tambahan Batu kapur Tanah liat Pasir silika Pasir besi Fly ash Gypsum

: 1.000.657,19 kg/hari : 52.733,98 kg/hari : 21.968,32 kg/hari : 23.066,74 kg/hari : 16.991,15 kg/hari : 56.637,17 kg/hari

Utilitas

Air sanitasi : 32.400 liter/jam

SEKIAN

Seminar - TA “Pabrik Semen menggunakan Bahan Aditif Fly Ash dengan Proses Kering “ D3 Teknik Kimia FTI-ITS

SIDANG TUGAS AKHIR Program Studi D3 Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industi ITS - Surabaya LOGO

Recommend Documents