Perpustakaan Digital ITB

Proses Rotary Kiln–Electric Furnace (RKEF) membutuhkan reduktor berbasis karbon dengan fixed carbon tinggi, volatile matter rendah, dan karakteristik fisik yang mendukung kestabilan operasi. Keterbatasan ketersediaan batubara peringkat tinggi mendorong pengembangan reduktor alternatif melalui peningkatan kualitas batubara menggunakan karbonisasi. Penelitian ini bertujuan menentukan karakteristik awal coking coal dan non-coking coal, menentukan rentang temperatur karbonisasi berdasarkan simulasi TGA, serta mengevaluasi pengaruh konfigurasi furnace, temperatur, dan ukuran partikel terhadap karakteristik char. Produk yang dihasilkan selanjutnya dievaluasi berdasarkan karakteristik kimia dan fisik, komposisi gas, reaktivitas, stabilitas fisik, dan kesesuaiannya terhadap spesifikasi acuan reduktor RKEF. Penelitian diawali dengan karakterisasi kedua batubara melalui analisis proksimat, ultimat, komposisi abu, GCV, FSI, HGI, distribusi ukuran partikel, dan TGA. Simulasi pengurangan massa berbasis data TGA digunakan untuk menentukan rentang temperatur karbonisasi. Pengaruh konfigurasi alat dievaluasi menggunakan TGA, horizontal tube furnace, dan muffle furnace. Karbonisasi utama dilakukan pada 500°C, 600°C, dan 700°C menggunakan fraksi kasar (+3 mesh) dan halus (?60 mesh), kemudian dilanjutkan pada 550°C dan 600°C menggunakan fraksi as it is. Gas hasil karbonisasi dianalisis menggunakan GC, sedangkan reaktivitas char diuji menggunakan TGA pada atmosfer inert, limited oxygen, dan synthetic air. Stabilitas fisik dievaluasi setelah pemanasan ulang hingga 950°C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan temperatur karbonisasi menurunkan volatile matter dan meningkatkan fixed carbon, tetapi mengurangi char yield. Konfigurasi furnace memengaruhi char yield, dengan horizontal tube furnace menghasilkan perolehan terendah pada kondisi perbandingan. Fraksi kasar cenderung menghasilkan char yield lebih tinggi, tetapi mengalami swelling dan aglomerasi lebih kuat daripada fraksi halus. Pada kondisi terpilih dan fraksi as it is, kedua char memenuhi spesifikasi acuan reduktor RKEF. Coking char memiliki fixed carbon lebih tinggi dan ash lebih rendah, tetapi menunjukkan kecenderungan swelling dan aglomerasi lebih besar. Sebaliknya, non-coking char memiliki kecenderungan swelling lebih rendah, tetapi dibatasi oleh kadar ash yang lebih tinggi. Peningkatan temperatur dari 550°C menjadi 600°C meningkatkan proporsi H? dan CH? dalam gas hasil karbonisasi. Reaktivitas kedua char meningkat seiring bertambahnya ketersediaan oksigen, sedangkan pemanasan ulang hingga 950°C tidak menyebabkan swelling lanjutan yang signifikan. Dengan demikian, karbonisasi mampu meningkatkan kualitas kedua batubara menjadi char yang memenuhi kriteria kimia awal sebagai kandidat reduktor RKEF, dengan keunggulan dan keterbatasan berbeda pada karakteristik fisik dan reaktivitasnya.