Studi Eksperimen Karakteristik Pengeringan Batubara Terhadap Variasi Jenis Bed Dan Kecepatan Udara Pengering

Andini, Nadia Rizqi (2022) Studi Eksperimen Karakteristik Pengeringan Batubara Terhadap Variasi Jenis Bed Dan Kecepatan Udara Pengering. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000185-Undergraduate Thesis.pdf Download (5MB)

Abstract

Pembangkitan listrik di Indonesia sebagian besar dihasilkan dari pembangkit listrik berbahan bakar batubara yaitu sebesar 56,4%. Dari beberapa jenis batubara, menurut kementrian ESDM kualitas batubara di Indonesia masih didominasi oleh batubara dengan kalori rendah dengan kadar air yang cukup tinggi. Batubara ini membuat pulverizer bekerja lebih maksimal untuk memenuhi kapasitas dari boiler. Hal ini dapat membuat pulverizer lebih mudah rusak. Permasalahan ini dapat ditangani dengan meningkatkan kualitas batubara melalui pengurangan nilai moisture content menggunakan alat eksperimen bernama fluidized bed drying. Fluidized bed drying merupakan serangkaian alat yang terdiri dari drum, pompa, heater, compact heat exchanger, voltage regulator, sentrifugal blower, drying chamber, dan drying bed. Pada eskperimen ini, akan diamati pengaruh variasi kecepatan udara pengeringan sebesar 5 m/s, 7 m/s, dan 9 m/s serta variasi drying bed yaitu perforated plate berdiameter 5 mm dan single row blade dengan sudut 20° terhadap drying rate batubara. Massa pengeringan batubara yang digunakan adalah 400 gram batubara tiap variasi eksperimen dengan asumsi bentuk granular berdiameter ± 4,75 mm. Pengambilan sampel batubara dilakukan tiap 1 menit hingga menit ke-5. Kemudian dilakukan pengeringan lebih lanjut menggunakan oven pada temperatur 105ᵒC selama 180 menit untuk mendapatkan nilai moisture content batubara tersebut. Dari eksperimen yang telah dilakukan, proses pengeringan yang paling cepat terjadi pada menit pertama saat penggunaan bed pengeringan jenis single row blade dengan sudut 20° pada kecepatan 9m/s. Hal ini dikarenakan kecepatan udara pengering sebesar 9m/s memiliki nilai bilangan Reynold yang paling besar sehingga air yang dapat dipindahkan dari batubara ke udara pengering semakin banyak. Selanjutnya penggunaan single row blade dengan sudut 20° membuat arah aliran udara pengering memutar dan menjadi turbulen sehingga reynold numbernya mengalami peningkatan. Peningkatan Reynold Number mengakibatkan nilai koefisien perpindahan panas dan perpindahan massa juga mengalami peningkatan. Sehingga, laju perpindahan panas dan massa batubara akan semakin besar. Pada menit pertama dengan nilai temperatur dan relative humidity inlet berturut-turut sebesar 49,5°C dan 16%, didapatkan nilai temperatur dan relative humidity outlet berturut-turut sebesar 31,7°C dan 59,8% dengan penurunan nilai moisture content dari 34% hingga menjadi 1%. Drying rate terbesar terjadi pada menit pertama proses pengeringan yaitu sebesar 53 gr/menit. Total massa air yang dapat dilepaskan batubara sebesar 127,7448 gram dengan nilai koefiesien perpindahan massa aktual sebesar 0,045 m/s dan koefisien perpindahan panas aktual yang dipengaruhi oleh koefiesien perpindahan massa aktual sebesar 322,33 W/m2.K
==================================================================================================================================
Around 56.4% of the electricity generation in Indonesia is generated from coal-fired power plants. From several types of coal, according to the Ministry of Energy and Mineral Resources, the quality of coal in Indonesia is still dominated by low-calorie coal with high water content. This type of coal makes the pulverizer works more to fulfill the capacity of the boiler thus it will be easier to be broken. This problem can be solved by improving the coal quality by reducing the moisture content using an experimental tool called fluidized bed drying. Fluidized bed drying is a series of equipment consisting of a drum, pump, heater, compact heat exchanger, voltage regulator, centrifugal blower, drying chamber, and drying bed. In this experiment, we will observe the effect of variations in drying air velocities of 5 m/s, 7 m/s, and 9 m/s as well as variations in drying beds, namely perforated plate with a diameter of 5 mm and single row blade with an angle of 20° on the drying rate of coal. The drying mass of coal used is 400 grams of coal for each experimental variation assuming a granular shape with a diameter of ± 4.75 mm. Coal sampling was carried out every 1 minute until the 5th minute. Further drying was carried out using an oven at a temperature of 105ᵒC for 180 minutes to obtain the moisture content of the coal. From the experiment that have been carried out, the fastest drying process occurs in the first minute when using a single row blade drying bed with an angle of 20° at a speed of 9 m/s. This is because the drying air velocity of 9 m/s has the greatest Reynolds number so that more water can be transferred from coal to drying air. Furthermore, the use of a single row blade with an angle of 20° makes the direction of the drying air flow rotate and becomes turbulent so that the Reynolds number increases. The increase in the Reynolds number resulted in the value of the heat transfer coefficient and mass transfer also increasing. Thus, the rate of heat transfer and coal mass will be even greater. In the first minute with 49.5°C inlet temperature and 16% inlet relative humidity inlet, we got 31.7°C outlet temperature and 59.8% oulet relative humidity, with a decrease in moisture content from 34% to 1%. The largest drying rate occurrs in the first minute of the drying process, which is 53 gr/minute. The total mass of water that can be released by coal is 127.7448 grams with the actual mass transfer coefficient value of 0.045 m/s and the actual heat transfer coefficient influenced by the actual mass transfer coefficient of 322.33 W/m2.K

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 662.623 And s-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Drying Bed, Drying Rate, Fluidized Bed Drying, Moisture Content, Udara Pengeringan, Drying Air, Drying Bed, Drying Rate, Fluidized Bed Drying, Moisture Conten
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	25 Feb 2025 08:33
Last Modified:	25 Feb 2025 08:33
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118891

Actions (login required)

View Item