Lampiran 2 Neraca Panas.doc

LAMPIRAN II PERHITUNGAN NERACA PANAS

2.1

Teori Neraca Panas Neraca Panas adalah suatu bentuk khusus dari neraca tenaga. Dimana

kinerja tenaga kinetis dan potensial dan kerja yang dilakukan oleh suatu sistem diabaikan. Neraca energi dapat digunakan untuk flow proses pada setiap tekanan tertentu dan flow pada tekanan tetap. a.

Flow Process Dalam hal ini, panas masuk (input) dan panas keluar (output) berlangsung

secara terus-menerus (continue) selama proses operasi. Pada keadaan ini susunan suhu pada setiap titik sama. Keadaan ini disebut steady state. b.

Non flow process (aliran batch) Proses operasinya bersifat berkala dimana susunan berubah sesuai dengan

waktu dan terjadi bila tidak ada arus masuk dan keluar secara continue. Variabel – variabel yang berpengaruh dalam perhitungan neraca panas antara lain : 1) 

Panas reaksi Panas Reaksi Standart ( ∆ Hf ) Panas Reaksi Standart adalah perubahan entalphy sebagai hasil reaksi pada

tekanan 1 atm, dimana zat pereaksi dan zat hasil reaksi konstan pada 25 oC. Pada 16

17

dasarnya semua reaksi kimia disertai pelepasan atau penyerapan panas. Untuk flow process (aliran steady state), panas yang diserap atau dilepaskan sama dengan kenaikan enthalpinya, sehingga Q=H.Sedangkan untuk non flow process pada tekanan P konstan. Q= H dan pada V konstan Q =U. Rumus : Qt = ∆Hs + ( m.Cp.dt) Dimana : Qt = Panas reaksi standart (kcal) M = massa bahan (kg) Cp = Kapasitas panas bahan (kcal/kgoC) Dt = perubahan temperatur (oC) (Reff : Smith J.M, hal.116) 

Panas Pembentukan (∆Hp) Panas pembentukan suatu zat adalah jumlah panas yang terjadi atau

dibutuhkan untuk pembentukan suatu mol zat terlarut dan unsur-unsurnya. 

Panas Pembakaran (∆Hb) Panas pembakaran adalah jumlah panas yang terjadi untuk membakar 1 mol

zat tersebut secara sempurna dengan satuan kcal/kgmol. 

Panas Penguraian

18

Panas penguraian yaitu panas yang terjadi atau diperlukan oleh satu mol untuk menguraikannya menjadi unsur-unsurnya. Besarnya panas penguraian sama dengan panas pembentukan, tetapi tandanya berlawanan. 2)

Panas laten Panas laten adalah panas yang dibutuhkan atau dibebaskan pada waktu

terjadi perubahan fase pada tekanan 1 atmosfer. 3)

Panas sensibel Panas sensibel adalah kalor yang dapat diserap atau dilepas berkaitan

dengan kenaikan suhu atau penurunan suhu tanpa disertai perubahan fase. Rumus yang digunakan : Qs = m.Cv.dT ( volume tetap) Qs = m.Cp.dT (tekanan tetap) 4)

Massa (m) Jika massa zat pereaksi yang digunakan untuk reaksi besar, maka akan

berbanding lurus dengan yang dikeluarkan. Rumus : Q = m.Cp ∫dT Dimana : Q = Panas yang terjadi (Btu) M = Jumlah mol zat (lbmol) Cp = Kapasitas panas (BTU/lbmoloK)

19

dT = Perbedaan Suhu (oK) 5)

Tekanan (P) Pada gas ideal, enthalpy tidak tergantung pada tekanan, demikian juga bila

zat pereaksi berupa zat padat atau cair. 6)

Temperatur (T) Temperatur merupakan ukuran sifat panas atau sifat dingin suatu benda.

Panas akan mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Panas merupakan ukuran energi kinetik total partikel dalam benda. Sedangkan suhu merupakan ukuran energi kinetik rata-rata. 2.2

Data-data Neraca Panas

Data ditiap Alat : a. Raw Mill -

Bahan baku masuk Raw Mill

: 560.860 Kg

Dengan Komposisi :

-

•

Limestone

: 420.465 Kg

•

Clay

: 95.346,5 Kg

•

Iron Ore

: 11.217,3 Kg

•

Silica Sand

: 33.651,6 Kg

Suhu umpan masuk Raw Mill

: 30 oC

20

-

Suhu H2O dalam umpan masuk

: 30 oC

-

Suhu dust lost dari SP

: 300 oC

-

Suhu gas hasil pembakaran masuk Raw Mill

: 330 oC

-

Suhu udara panas dari cooler

: 300 oC

-

Suhu H2O dalam umpan Raw Mill

: 100 oC

-

Suhu Debu keluar Raw Mill

: 85 oC

-

Suhu udara panas keluar Raw Mill

: 85 oC

b. Blending Silo -

Suhu Raw Meal keluar Blending Silo

: 85 oC

-

Suhu Raw Meal tertinggal di Blending Silo

: 85 oC

-

Massa Raw Meal masuk SP

: 484.904,75 Kg

c. Suspension Preheater -

Derajat kalsinasi CaCO3 dan MgCO3

: 90%

-

Suhu CO2 hasil Kalsinasi

: 845 oC

-

Suhu gas hasil pembakaran dari Kiln

: 800 oC

-

Suhu udara tertier

: 784 oC

21

-

Suhu batubara

: 30 oC

-

Suhu produk suspension preheater

: 831 oC

-

Suhu dust lost keluar Suspension Preheater

: 348 oC

-

Suhu umpan Kiln

: 800 oC

-

Suhu N2 dari Batubara

: 330 oC

d. Rotary Kiln -

Suhu batubara

: 70 oC

-

Suhu udara sekunder

: 900 oC

-

Suhu udara primer

: 32 oC

-

Suhu CO2 hasil Kalsinasi

: 900 oC

-

Suhu gas hasil pembakaran Kiln

: 800 oC

-

Suhu klinker panas keluar kiln

: 1300 oC

e. Clinker Cooler -

Suhu udara pendingin

: 32 oC

-

Suhu udara sekunder

: 900 oC

-

Suhu udara tersier

: 748 oC

22

f.

-

Suhu debu keluar

: 90 oC

-

Suhu klinker dingin keluar Clinker Cooler

: 90 oC

Finish Mill -

Massa Gypsum kering masuk

: 10.732,175 Kg

-

Massa Additive

: 40.004,25 Kg

-

Massa Pozzolan

: 7.669,78 Kg

-

Massa Fly Ash

: 13.424,78 Kg

-

Suhu Gypsum masuk Finish Mill

: 32 oC

-

Suhu H2O Gypsum

: 32 oC

-

Suhu Additive masuk Finish Mill

: 32 oC

-

Suhu Pozzolan masuk Finish Mill

: 32 oC

-

Suhu Fly ash masuk Finish Mill

: 32 oC

-

Suhu debu keluar Finish Mill

:

-

Suhu semen keluar Finish Mill

: 80 oC

-

Suhu Refernsi

: 25 oC

80 oC

23

A. Neraca Panas di Raw Mill Basis : 1 jam operasi Suhu Referensi = 25 oC = 298 oK Neraca Panas : Input = Output Q1 + Q2 +Q3 + Q4 + Q5 = Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11

24

Panas Masuk 1. Panas yang dibawa umpan masuk Raw Mill Massa umpan Kering = 560.860 Kg Suhu umpan masuk = 30 oC = 303 K T1

Q = ∫ n.Cp.dt T0

Umpan masuk : a. Limestone = 420.465 Kg

Mol Limestone =

420.465 Kg = 4.204,65 Kgmol 100 Kg / mol

303

−2 Qa = 4.204,65 Kgmol × ∫19,68 + 0,01189 − 307.600T dT 298

= 4.204,65 Kgmol ×99,230 Kcal / Kgmol = 417.227,42 Kcal

25

b. Clay = 95.346,2 Kg

Mol Clay =

95.346,2 Kg = 934,76 Kgmol 102 Kg / mol

303

∫ 22,08 + 0,08971T − 522.500T

Qb = 934,76 Kgmol ×

−2

dT

298

= 934,76 Kgmol ×216,25 Kcal / Kgmol = 202.141,85Kcal c. Silica Sand = 33.651,6 Kg

Mol Silica Sand =

33.651,6 Kg = 560,86 Kgmol 60 Kg / mol

303

−2 Qc = 560,86 Kgmol × ∫10,87 + 0,08712T − 241.200T dT 298

= 560,86 Kgmol ×67,44 Kcal / Kgmol = 37.824,39 Kcal d. Iron Ore = 11.217,2 Kg Mol Iron Ore =

11.217,2 Kg = 70,24 Kgmol 159,69 Kg / mol 303

Qd = 70,24 Kgmol ×

∫ 24,72 + 0,01604T − 423.400T

−2

dT

298

= 70,24 Kgmol ×124,25 Kcal / Kgmol = 8.727,76 Kcal Q1 = Qa + Qb + Qc + Qd

26

= (417.227,42 + 202.141,85 + 37.248,39 + 8.727,76) Kcal = 665.345,42 Kcal

2. Panas dari gas hasil pembakaran SP yang masuk Raw Mill Suhu GHP masuk Raw Mill = 330 oC Suhu GHP keluar SP = 330 oC Sehingga : ∆t = (330 – 25) oC = 305 oC

Harga Cp untuk CO2, O2, N2 dan SO4 didapat dari R. H Perry Fig 13.03, Sedangkan CP H2O diperoleh dari R. H Perry Fig 13.05 Komponen

Massa

Cp

∆T

Q

(Kg)

(Kcal/Kg oC)

(oC)

(Kcal)

CO2

80.325,41

0,226

305

5.536.830,51

H2O

14.227,83

0,470

305

2.039.559,43

SO2

376,7

0,168

305

19.302,108

N2

279.850,56

0,252

305

21.509.314,04

O2

9.890,461

0,225

305

678.732,88

Total (Q2)

Jadi Q2 = 29.783.738,97 Kcal

29.783.738,97

27

3. Panas yang dibawa dust loss dari SP Massa dust loss dari preheater = 48.102,55 Kg Suhu dust loss SP = 300 oC Cp (300 oC)

= 0,245 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q3 = m.Cp.∆t = 48.102,55 Kg ×0,245 Kcal / Kg o C ×(300 − 25) o C = 3.240.909,306 Kcal 4. Panas yang dibawa udara panas dari Cooler Massa udara panas dari Cooler = 307.201,568 Kg Suhu udara panas

= 300 oC

Cp (300 oC)

= 0,245 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q4 = m.Cp.∆t = 307.201,568 Kg × 0,245 Kcal / Kg o C × (300 − 25) o C = 20.697.705,64 Kcal 5. Panas yang dibawa H2O dalam umpan masuk Massa H2O dalam umpan masuk

= 60.896,255 Kg

Suhu H2O dalam umpan masuk

= 30 oC

Mol H2O dalam umpan = T1

Q5 = ∫ n.Cp.dt T0

60.896,255 Kg = 3.383,125 Kgmol 18 Kg / Kgmol

28

303

−6 −2 = 3.383,125 Kgmol × ∫ 8,22 + 0,00015T −1,34 ×10 T dT 298

= 3.383,125 Kgmol ×41,33Kcal / Kgmol =139.824,567 Kcal

Diagram alir Neraca Panas di Raw Mill

Q3 Q3

Q2

Q1

Q6

RAW MILL Q5

Q7

Q11

Q8

Q10 Q9

Keterangan : Panas Masuk : Q1

: Panas yang dibawa umpan bahan baku masuk ke Raw Mill

Q2

: Panas hasil pembakaran SP

Q3

: Panas dust lost SP

Q4

: Panas gas buang dari cooler

29

Q5

: Panas dari H2O dalam umpan masuk Raw Mill

Panas Keluar : Q6

: Panas yang dibawa tepung baku ke Blending Silo

Q7

: Panas penguapan H2O dalam umpan masuk Raw Mill

Q8

: Panas yang dibawa udara keluar Raw Mill (menuju Cyclone)

Q9

: Panas Laten penguapan H2O

Q10

: Panas yang Hilang

Q11

: Panas yang dibawa debu keluar EP

Panas Keluar Panas yang dibawa tepung baku ke Blending Silo (Q6) Massa produk RM kering

= 548.066,295Kg

Suhu umpan

= 85 oC

Cp (85 oC)

= 0,207 Kcal/Kg oC (Peray : Fig 13.03)

Q6 = m.Cp.∆t = 548.066,295 Kg × 0,207 Kcal / Kg o C × (85 − 25) o C = 6.806.983,384 Kcal Panas dari penguapan H2O produk Raw Mill (Q7) Massa H2O dalam umpan RM

= 60.896,255 Kg

Suhu H2O dalam umpan RM

= 100 oC

Cp (100 oC)

= 0,47 Kcal/Kg oC (Peray : Fig 13.05)

Q7 = m.Cp.∆t = 60.896,255 Kg × 0,47 Kcal / Kg o C × (100 − 25) o C = 2.146.592,989 Kcal

30

Panas yang dibawa udara panas keluar RM menuju Cyclone (Q8) Massa udara panas keluar RM

= 901.231,705 Kg

Suhu udara panas keluar RM

= 85 oC

Cp (85 oC)

= 0,207 Kcal/Kg oC (Peray : Fig 13.03)

Q8 = m.Cp.∆t = 901.231,705 Kg × 0,207 Kcal / Kg o C × (85 − 25) o C = 11.193.297,78 Kcal Panas Laten Penguapan H2O (Q9) Massa H2O dalam umpan RM

= 60.896,255 Kg

Hf penguapan H2O (100 oC)

= 539,1 Kcal/Kg (Perry : chapter 2-151)

Q9 = m x Hf H2O = 60.896,255 Kg ×539,1Kcal / Kg = 32.829.171,07 Kcal Panas yang dibawa Debu keluar EP (Q11) Massa debu keluar EP

= 548,067 Kg

Suhu debu keluar EP

= 85 oC

Cp (85 oC)

= 0,207 Kcal/Kg oC (Peray : Fig 13.03)

Q11 = m.Cp.∆t = 548,067 Kg ×0,207 Kcal / Kg o C ×(85 − 25) o C = 6.806,97 Kcal Panas yang hilang ke sekeliling (Q10) Q10 = (Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5) – (Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q11) = (54.527.541,9 − 52.982.852,19) Kcal = 1.544.689,707 Kcal

31

Keterangan (Q1) Panas yang dibawa Umpan masuk RM (Q2) Panas dari GHP di SP (Q3) Panas yang dibawa Dust Loss dari SP (Q4) Panas dari udara Cooler (Q5) Panas dari H2O umpan masuk (Q6) Panas tepung baku ke Blending Silo (Q7) Panas penguapan H2O produk RM (Q8) Panas keluar RM menuju Cyclone (Q9) Panas laten penguapan H2O (Q10) Panas yang hilang ke sekeliling (Q11) Debu keluar EP Jumlah Total

Input

Output

Kehilangan

(Kcal)

(Kcal)

(Kcal)

665.345,42

29.783.738,97 3.240.909,306 20.697.705,64 139.824,567

6.806.983,384 2.146.592,989 11.193.297,78 32.829.171,07 1.544.689,707 6.806,97

54.527.541,9 54.527.541,9

Kadar Heat Loss = Panas yang Hilang

x 100%

Total panas =

1.544.689,707 ×100% = 2,83% 54.527.541,9

2. Neraca Panas di Blending Silo Neraca Panas : Input = Output Q6 = Q12 + Q13 + Q14 Panas Masuk

6.806.983,384 47.720.558 54.527.541,9

32

Panas produk Raw Mill kering Q6 = 6.806.983,384 Kcal Diagram Alir Panas pada Blending Silo

Q12 Q13 Q6

BLENDING SILO

Q14

Keterangan : Panas Masuk : Q6 : Panas yang dibawa Raw Meal masuk ke Blending Silo Panas Keluar : Q12 : Panas masuk Junction Box Q13 : Panas yang Hilang Q14 : Panas yang dibawa masuk ke SP

Panas Keluar Panas masuk Junction Box (Q12) Massa umpan masuk Junction Box = 62.613,47 Kg Suhu tepung baku

= 85 oC

CP (85 oC)

= 0,207 Kcal/Kg oC (Peray : Fig 13.03)

Q12 = m.Cp.∆t = 62.613,47 Kg × 0,207 Kcal / Kg o C × (85 − 25) o C = 777.659,297 Kcal

33

Panas yang dibawa masuk SP (Q14) Massa tepung baku masuk SP

= 484.904,75 Kg

Suhu tepung baku masuk SP

= 85 oC

CP (85 oC)

= 0,207 Kcal/Kg oC (Peray : Fig 13.03)

Q14 = m.Cp.∆t = 484.904,75 Kg × 0,207 Kcal / Kg o C × (85 − 25) o C = 6.029.316,98 Kcal Panas yang Hilang (Q13) Q13 = Q6 – (Q12 + Q14) = 6.806.983,384 − (777.659,297 + 6.029.316,98) = 7,107 Kcal

Maka dari perhitungan neraca panas di Blending Silo dapat diketahui : Keterangan (Q6) Panas yang dibawa Raw

Input

Output

Kehilangan

(Kcal)

(Kcal)

(Kcal)

6.806.983,384

Meal masuk ke Blending Silo (Q12) Panas masuk Junction Box (Q14) Panas yang dibawa masuk SP (Q13) Panas yang Hilang Jumlah Total

777.659,297 6.029.316,98

7,107

6.806.938,384 6.806.938,384

6.806.931,367 7,107 6.806.938,384

34

Kadar Heat Loss = Panas yang Hilang

x 100%

Total panas =

7,107 ×100% = 0,000104% 6.806.938,384

3. Neraca Panas di Suspension Preheater Neraca Panas : Input = Output Q14 + Q15 + Q16 + Q17 + Q18 + Q19 + Q20 = Q2 + Q3 + Q21 + Q22 + Q23 + Q24 + Q25 + Q26 + Q27 Panas Masuk Panas yang dibawa tepung baku masuk SP (Q14) Q14 = 6.029.316,98 Kcal Panas dari batubara masuk SP (Q15) Panas dari Batubara Massa Batubara kering = 33.635,71 Kg Suhu batubara kering

= 70 oC

35

Cp (70 oC)

= 0,284 Kcal/KgoC (Perry : Fig 13.04)

Qa = m.Cp.∆t = 33.635,71Kg × 0,284 Kcal / Kg o C × (70 − 25) o C = 429.864,373Kcal Panas sensible Batubara Massa batubara kering = (33.635,71 − 2.293,95) Kg = 31.341,76 Kg NHV L = 5.425 Kcal / Kg Qb = m ⋅ NHV = 31.341,76 Kg ×5.425Kcal / Kg =130.029.048 Kcal

Panas yang dibawa Batubara (Q15) = Qa + Qb = ( 429.864,373 +130.029.048) Kcal = 130.458.912,4 Kcal Panas GHP dari Kiln (Q16) Suhu gas hasil pembakaran Kiln = 800 oC ∆t = (800 – 25) oC

Sehingga :

= 775 oC Harga Cp untuk CO2, N2, SO2, didapat dari Perry, Fig 13.03 Sedangkan Cp H2O diperoleh dari Perry, Fig 13.05 Komponen CO2 N2 SO2

Massa (Kg) 44.076,046 153.559,07 206,7

Cp (Kcal/KgoC) 0, 254 0,259 0,183

∆t 775 775 775

Q (Kcal) 8.676.369,655 30.823.144,33 29.315,227

36

H2O 7.807,05 O2 3.710,87 Q total Jadi Q16 = 41.746.046,59Kcal

0,250 0,245

775 775

1.512.615,938 704.601,441 41.746.046,59

Panas dari CO2 hasil Kalsinasi Kiln masuk SP (Q17) Massa CO2 hasil Kalsinasi

= 14.939,294 Kg

Suhu CO2

= 900 oC

Cp (900 oC)

= 0,260 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q32 = m.Cp.∆t = 14.939,294 Kg × 0,260 Kcal / Kg o C × (900 − 25) o C = 3.398.689,385 Kcal Panas udara Tertier (Q18) Massa udara tersier

= 354.241,22 Kg

Suhu udara tersier

= 748 oC

Cp (748 oC)

= 0,249 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q18 = m.Cp.∆t = 345.241,22 Kg × 0,249 Kcal / Kg o C × (748 − 25) o C = 62.152.741,11Kcal Panas H2O dalam umpan masuk Preheater (Q19) Massa H2O dalam umpan masuk SP = 3.879,24 Kg Suhu H2O dalam umpan masuk SP

= 78 oC

Cp (78 oC)

= 0,247 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q19 = m.Cp.∆t

37

= 3.879,24 Kg × 0,247 Kcal / Kg o C × (78 − 25) o C = 50.783,13Kcal

Panas H2O dalam Batubara (Q20) Massa H2O dalam Batubara

= 2.293,95 Kg

Suhu Batubara

= 70 oC

Cp (70 oC)

= 0,243 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q20 = m.Cp.∆t = 2.293,95 Kg × 0,243Kcal / Kg o C × (70 − 25) o C = 25.084,343Kcal Diagram Alir Panas pada Suspension Preheater Q2

Q18 Q17

Q3 Q16

Q14 SUSPENSION

Q15

Q26

PREHEATER

Q19 Q20 Q21

Q27

Q22

Q25 Q23

Q24

38

Keterangan : Panas Masuk : Q14 = Panas yang dibawa tepung baku masuk SP Q15 = Panas Batubara masuk SP Q16 = Panas dari Gas Hasil Pembakaran Kiln ke SP Q17 = Panas dari CO2 hasil Kalsinasi diKiln masuk SP Q18 = Panas yang dibawa udara panas dari Cooler / udara tersier Q19 = Panas H2O dalam umpan masuk SP Q20 = Panas H2O dalam Batubara Panas Keluar : Q2 = Panas dari Gas Hasil Pembakaran SP Q3 = Panas yang dibawa debu keluar SP Q21 = Panas CO2 hasil Kalsinasi Q22 = Panas dari reaksi Disosiasi CaCO3 dan MgCO3 Q23 = Panas penguapan H2O dalam umpan Batubara Q24 = Panas Konveksi Q25 = Panas yang dibawa N2 dari Batubara Q26 = Panas yang dibawa produk keluar SP (umpan Kiln) Q27 = Panas yang Hilang

Panas Keluar : Panas yang dibawa debu keluar SP (Q3) Q3 = 3.240.909,306 Kcal (dari Perhitungan Neraca Panas Raw Mill)

39

Panas Gas Hasil Pembakaran SP (Q2) Q2 = 29.783.738,97 Kcal (dari Perhitungan Neraca Panas Raw Mill)

Panas CO2 hasil Kalsinasi (Q21) Massa CO2 hasil Kalsinasi = 134.921,3Kg Suhu CO2 hasil Kalsinasi = 330 oC Cp (330 oC)

= 0,276 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q21 = m.Cp.∆t = 134.921,3Kg × 0,276 Kcal / Kg o C × (330 − 25) o C = 11.357.675,03Kcal Panas dari reaksi disosiasi CaCO3 dan MgCO3 (Q22) Panas dari reaksi disosiasi CaCO3 Massa CaCO3

= 327.722,68 Kg

Hf CaCO3

= 270,16 Kcal / Kg

Qa = m.Hf = 327.722,68 Kg ×270,16 Kcal / Kg = 88.537.559,23Kcal Panas dari reaksi disosiasi MgCO3 Massa MgCO3

= 10.909,66 Kg

Hf MgCO3

= 261,5 Kcal / Kg

Qb = m.Hf = 10.909,66 Kg ×261,5 Kcal / Kg = 2.852.867,09 Kcal Sehingga :

40

Panas dari reaksi disosiasi CaCO3 dan MgCO3 Q22 = Qa + Qb = (88.537.559,23 + 2.852.867,09) Kcal = 91.390.466,32 Kcal

Panas penguapan H2O dalam Batubara (Q23) Panas penguapan H2O sampai 100 oC Massa H2O dalam umpan masuk SP

= 2.293,95 Kg

Suhu H2O

= 100 oC

Cp (100 oC)

= 0,47 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.05)

Qa = m.Cp.∆t = 2.293,95Kg × 0,47 Kcal / Kg o C × (100 − 25) o C = 80.861,737 Kcal Panas laten penguapan H2O Massa H2O dalam Batubara

= 2.293,95 Kg

Hf H2O (100 oC)

= 539,1 Kcal/KgoC (Peray : table 22.01)

Qb = m.Hf = 2.293,95 Kg ×539,1Kcal / Kg =1.236.668,445 Kcal Sehingga : Panas yang dibawa H2O Batubara Q23 = Qa + Qb = (80.861,737 +1.236.668,445) Kcal =1.317.530,182 Kcal

41

Panas Konveksi (Q24) Q = hc. A. (Ts-To) Kcal

  Da + Db    + Da ⋅ ta  A = 3,14 s 2     Dimana : Hc= Koefisien perpindahan panas (Kcal/J.m2 oC) A = Luas permukaan Cyclone (m2) Ts = Suhu Shell Cyclone (oC) To = Suhu Lingkungan (oC) s = Panjang sisi miring Cyclone (m) ta = Panjang sisi tegak Cyclone (m) Da= Diameter Cyclone atas (m) Db= Diameter Cyclone bawah (m) Data Pabrik : Cyclone

Jumlah

Da (m)

Ta (m)

Db (m)

S (m)

1

2

5

4,9

0,3

8,93

2

1

6,9

5,0

0,7

9,50

3

1

6,9

5,0

0,7

9,50

4

1

6,9

5,0

0,7

9,50

   5 + 0,3  2  + 5 × 4,9 = 151,24m A1 = 3,14 8,93 ×   2   

42

   6,9 + 0,7  2  + 6,9 × 4,9 = 221,68m A2 = A3 = A4 = 3,14 9,5 ×  2    

Suspension Preheater terdiri atas 4 Stage, dimana : Stage I

= Jumlah 2 Buah

A

= 151,24 m2

s

= 10 Kcal/m2 oC

T2

= 365 oC

T1

= 25 oC

Maka QI = S x A x dT x 2 o

= 10 Kcal / m 2 C ×151,24m 2 × 2 × (365 − 25) = 2.056.864 Kcal Stage II

= Jumlah 1 Buah

A

= 221,68 m2

s

= 12 Kcal/m2 oC

T2

= 590 oC

T1

= 25 oC

Maka QII = S x A x dT o

= 12 Kcal / m 2 C × 221,68m 2 × 2 × (590 − 25) = 3.005.980,8 Kcal Stage III = Jumlah 1 Buah A

= 221,68 m2

s

= 13 Kcal/m2 oC

T2

= 790 oC

T1

= 25 oC

Maka QIII= S x A x dT

43

o

= 13Kcal / m 2 C × 221,68m 2 × 2 × (150 − 25) = 4.409.215,2 Kcal

Stage IV = Jumlah 1 Buah A

= 221, 68 m2

s

= 16 Kcal/m2 oC

T2

= 850 oC

T1

= 25 oC

Maka QIV= S x A x dT o

= 16 Kcal / m 2 C × 221,68m 2 × 2 × (850 − 25) = 5.852.352 Kcal Jadi Panas Konveksi Total adalah Q24 = QI + QII + QIII + QIV = 2.056.868 +3.005.980,8 + 4.409.215,2 +5.852.352 =15.324.412 Kcal Panas yang dibawa Produk keluar SP (umpan Kiln) (Q26) Massa Produk SP

= 297.901,075 Kg

Suhu umpan Kiln

= 800 oC

Cp (800 oC)

= 0,26 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.02)

Q26 = m.Cp.∆t = 297.901,075 Kg × 0,26 Kcal / Kg o C × (800 − 25) o C = 60.027.066,61Kcal Panas yang dibawa N2 dari batubara (Q25) Massa N2 dari Batubara = 417,08 Kg Suhu N2

= 330 oC

Cp (330 oC)

= 0,252 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.02)

Q25 = m.Cp.∆t

44

= 417,08 Kg ×0,252 Kcal / Kg o C ×(330 − 25) o C = 32.056,768 Kcal

Panas yang Hilang ke sekeliling (Q27) Q27 = (Q14 + Q15 + Q16 + Q17 + Q18 + Q19 + Q20) – (Q2 + Q3 + Q21 + Q22 + Q23 + Q24 + Q25 + Q26) = (243.861.573,94 - 212.441.758,39) Kcal = 31.419.815,6 Kcal

45

Maka dari Perhitungan Neraca Panas di SP dapat diketahui : Keterangan

Input

(Q14) Panas yang dibawa tepung baku masuk SP (Q15) Panas Batubara masuk SP (Q16) Panas dari Gas Hasil Pembakaran Kiln

(Kcal) 6.029.316,98 130.458.912,4 41.746.046,59

(Q17) Panas dari CO2 hasil Kalsinasi di Kiln (Q18)Panas yang dibawa udara tersier (Q19) Panas H2O dalam umpan masuk SP

3.398.689,385 62.152.741,11 50.783,13

(Q20) Panas H2O dalam Batubara

25.084,34

Output

Kehilangan

(Kcal)

(Kcal)

(Q2) Panas dari Gas Hasil Pembakaran SP

3.240.909,31

(Q3) Panas yang dibawa debu keluar SP

29.783.738,97

(Q21) Panas CO2 hasil Kalsinasi

11.357.675

(Q22) Panas reaksi Disosiasi CaCO3 dan MgCO3

91.390.426,32

(Q23) Panas penguapan H2O dalam Batubara

1.317.530,18

(Q24) Panas Konveksi

15.324.412

(Q25) Panas yang dibawa N2 dari Batubara

32.056,768

(Q26) Panas yang dibawa produk keluar SP

60.027.066,61

(Q27) Panas yang Hilang

31.419.815,6

Jumlah

243.861.573,94

Total

243.861.573,94

Kadar Heat Loss = Panas yang Hilang Total Panas

x 100%

60.027.066,61

183.834.507,38

243.861.573,94

46

=

31.419.815,6 ×100% = 12,88% 243.861.573,94

4. Perhitungan Neraca Panas di Kiln Neraca Panas :

47

Input = Output Q26 + Q28 + Q29 + Q30 + Q31 + Q32 = Q16 + Q32 + Q33 + Q34 + Q35 + Q36 + Q37 + Q38 + Q39 + Q40 Panas Masuk Panas yang dibawa Umpan Kiln (Q26) Q26 = 60.027.066,61Kcal Panas dari Batubara (Q28) Massa Batubara Kering = (18.456,54 −1.258,73) Kg = 17197,81 Kg Suhu batubara

= 70 oC

Cp (70 oC)

= 0,284 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.04)

Q27 = m.Cp.∆t = 17.197,81Kg × 0,284 Kcal / Kg o C × (70 − 25) o C = 219.788 Kcal Panas yang dibawa Udara Sekunder (Q29) Massa Udara Sekunder = 145.251,98 Kg Suhu Udara sekunder

= 900 oC

Cp (900 oC)

= 0,270 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q28 = m.Cp.∆t = 145.251,98 Kg × 0,270 Kcal / Kg o C × (900 − 25) o C = 34.315.780,28 Kcal

Panas yang dibawa Udara Primer (Q30) Massa Udara Primer

= 49.126,4 Kg

48

Suhu udara Primer

= 32 oC

Cp (32 oC)

= 0,232 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Q29 = m.Cp.∆t = 49.126,4 Kg × 0,232 Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 79.781,27 Kcal Panas Sensible Batubara (Q31) Massa batubara kering = 18.456,54 Kg NHV Batubara

= 5.425 Kcal / Kg

Q30 = m ⋅ NHV = 18.456,54 Kg ×5.425Kcal / Kg =100.126.729,5 Kcal Panas yang dibawa H2O dalam Batubara (Q32) Massa H2O dalam Batubara = 1.258,73Kg Suhu Batubara

= 70 oC

Cp (70 oC)

= 0,47 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.05)

Q31 = m.Cp.∆t = 1.258,73Kg × 0,47 Kcal / Kg o C × (70 − 25) o C = 26.662,13Kcal

Diagram Alir Panas pada Rotary Kiln Q30 Q29

Q32 Q31

Q28

ROTARY KILN

49

Q38

Q26

Q39 Q40 Q16

Q17

Q33

Q35 Q34

Keterangan : Panas Masuk Q26 = Panas yang dibawa Umpan Kiln Q28 = Panas dari Batubara Q29 = Panas dari udara Sekunder Q30 = Panas yang dibawa udara Primer Q31 = Panas Sensieble Batubara Q32 = Panas H2O dalam Batubara Panas Keluar Q16 = Panas dari GHP Kiln Q17 = Panas dari CO2 hasil kalsinasi Q33 = Panas Disosiasi Q34 = Panas yang dibawa H2O dalam Batubara Q35 = Panas Konveksi Q36 = Panas Konduksi Q37 = Panas Radiasi

Q37 Q36

50

Q38 = Panas yang dibawa klinker panas Q39 = Panas N2 dari batubara Q40 = Panas yang Hilang Panas Keluar Panas dari GHP Kiln (Q17) Q16 = 41.746.046,59Kcal (dari perhitungan Neraca Panas SP) Panas dari CO2 dari Kalsinasi di Kiln (Q17) Q17 = 3.398.689,385 Kcal (dari perhitungan Neraca Panas SP) Panas dari reaksi disosiasi CaCO3 dam MgCO3 (Q33) Panas dari Reaksi disosiasi CaCO3 Massa CaCO3

= 32.772,27Kg

Hf CaCO3

= 270,16Kcal/Kg

Qa = m.Hf = 32.772,27 Kg ×270,16 Kcal / Kg = 8.853.756,463Kcal Panas dari reaksi disosiasi MgCO3 Massa MgCO3

= 1.090,96 Kg

Hf MgCO3

= 261,5 Kcal / Kg

Qb = m.Hf = 1.090,96 Kg ×261,5 Kcal / Kg = 285.286,04 Kcal

Sehingga panas dari reaksi disosiasi CaCO3 dan MgCO3 Q33 = Qa + Qb = (8.853.756,463 + 285.286,04) Kcal = 9.112.024,503Kcal Panas yang dibawa H2O menguap dalam Batubara (Q34)

51

Massa H2O dalam batubara

= 1.258,73Kg

Suhu H2O menguap

= 100 oC

Cp (100 oC)

= 0,470 Kcal/KgoC (Peray : Fig 13.03)

Qa = m.Cp.∆t = 1.258,73Kg × 0,470 Kcal / Kg o C × (100 − 25) o C = 44.370,23Kcal Panas laten penguapan H2O Massa H2O dalam Batubara

= 1.258,73Kg

Hf H2O (100 oC)

= 539,1Kcal / Kg

Qb = m.Hf = 1.258,73Kg ×539,1Kcal / Kg = 678.581,343Kcal Sehingga : Panas yang dibawa H2O ikut menguap (Q33) Q34 = Qa + Qb = (44.370,23 + 678.581,343) Kcal = 722.951,573Kcal Panas Konveksi (Q35) Rumus Q Konveksi = Hc . A . (Ts – T0) Kcal Dimana : Hc = Koefisien perpindahan panas Konveksi (Kcal/m2 oC) Ts = Suhu Shel Kiln (oC) = 1300 oC = 1573 K T0 = Suhu Lingkungan (oC) = 25 oC = 298 K A = Luas permukaan perpindahan panas ( m2 ) Diketahui : A = 1.542,05 m2 (lapisan baja)

52

Hc untuk silinder horizontal khusus udara Panas pada tekanan 1 atm adalah : ∆T  Hc = 1,00 ×10 −4 ×  D  

0 , 25

1.537 − 2298   5,6  

0 , 25

= 1,00 ×10 −4 × 

= 3,88 ×10 −4 Kcal /⋅ m 2 ⋅o K Maka : Q35 = Hc . A . (Ts – T0) Kcal = 3,88 ⋅10 −4 ×1.542,05 × (1.573 − 298) = 762,85Kcal

Panas Konduksi (Q36) Rumus : Q Konduksi = Km ×

Am × ∆T X

∆T   X1 X2 Q=    +   Km1 × Am1   Km2 × Am2

  

53

Am =

2π × D 2 + (π ⋅ D ⋅ L) 4

Dimana : Km = Koefesien perpindahan panas konduksi X1 = jari-jari Lapisan baja Am = Luas Permukaan (m2) X2 = jari-jari lapisan batu tahan api Am1 = Luas permukaan lapisan Baja L

= Panjang Kiln

Am2 = Luas Permukaan lapisan batu tahan api Diketahui : Dalam Kiln terdapat 2 lapisan : 1. Lapisan baja Tebal

= 0,028 m

Km1

= 0,225 Kcal/m oC

2. Lapisan Batu tahan api Tebal

= 0,25 m

Km2

= 4,71 Kcal/m oC

L = 84 m D = 5,6 m T1 = 1.350 oC T2 = 25 oC Maka :

54

Jari-jari lapisan 1 (X1) =

5,6m + 0,028m = 2,828m 2m

Jari-jari lapisan 2 (X2) =

5,6m + 0,25m = 3,05m 2m

D1 = 2 ⋅ X 1 = 2 × 2,828m = 5,656m D2 = 2 ⋅ X 2 = 2 × 23,05m = 6,1m Am1 =

2 × 3,14 × (5,656m) 2 + (3,14 × 5,656m × 84m) = 1.542,05m 2 4

Am2

=

2 ⋅ 3,14 ⋅ (6,1m) 2 + (3,14 ⋅ 6,1m ⋅ 84m) 4 = 1.667,36 m2

Sehingga

Q36

Q36

:

=

∆T    χ1 χ2  +  Km1 × Am1   Km 2 × Am 2  

=

  

(1.350 − 25)  2,828 m  o 2  0,225 kcal / m C × 1.542,05m

=

  3,05m  +  o 2   4,71kcal / m C × 1.667,36m

1.325 8,151 ⋅ 10 + 0,388 ⋅ 10 −3 −3

= 155.170,40 kcal Panas radiasi (Q37) Rumus

: Q radiasi = σ x A x F (T14 – T24)

  

55

Dimana : A : luas penampang (m2) σ : konstanta Stefan - Boltzman T : suhu (0K) Diketahui : A = 1.667,36 m2 (lapisan batu tahan api) σ = 5,669 x 10-8 W/m2K4 T1 = 1.6230K T2 = 1.5730K F = 0,927

(Holman, gb 8-15)

Maka : Q radiasi = σ x A x F (T14 – T24) Q37

= 5,669 x 10-8 W/m2K4 x 1.667,36 m2 x 0,927(1.6234 - 1.5734)oK = 42.227.491 W = 17.102.270,720 kcal

Panas yang dibawa klinker panas keluar (Q38) Massa klinker panas keluar = 275.946,579kg

56

Suhu klinker panas

= 1300ºC

Cp (1.300ºC)

= 0,254 kcal/kgºC

(Peray : Fig 13.01)

Q38 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 275.946,579 Kg × 0,254 Kcal / Kg o C × (1300 − 25) o C = 121.365.299,61Kcal

Panas N2 dalam batu bara (Q39) Massa N2 dalam batu bara

= 228,86 kg

Suhu N2

= 900oC

Cp (900oC)

= 0,255 (Peray : Fig 13.02)

Q39 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t

=

228,86 Kg × 0,255 Kcal / Kg o C × (900 − 25) o C = 51.064,387 Kcal

57

Panas yang hilang ke sekeliling (Q40) Q40 = (Q26 +Q28 + Q29 + Q30 + Q31 + Q32) - (Q16 +Q17 + Q33 + Q34 + Q35 + Q36 + Q37 + Q38 + Q39) = (194.795.807,79 −193.654.280,02) Kcal = 1.105.523,7 Kcal

Maka dari perhitungan neraca panas di Rotary Kiln dapat diketahui Input

Output

Kehilangan

(kcal) 60.027.066,61

(kcal)

(kcal)

Keterangan (Q26) Panas yang dibawa umpan kiln (Q28) Panas dari batu bara (Q29) Panas dari udara sekunder (Q30) Panas yang dibawa udara primer (Q31) Panas sensible batu bara (Q32) Panas H2O dalam batu bara (Q16) Panas dari gas hasil pembakaran

219.788 34.315.780,28 79.781,27 100.126.729,5 26.662,13 41.746.046,59

58

(Q17) Panas dari CO2 hasil kalsinasi

3.398.689,39

(Q33) Panas disosiasi

9.112.024,50

(Q34) Panas dibawa H2O dalam batu bara

722.951,57

(Q35) Panas konveksi

762,85

(Q36) Panas konduksi (Q37) Panas radiasi (Q38) Panas yang dibawa klinker panas

155.170,400 17.102.270,720 121.365.299,61

(Q39) Panas N2 dalam batu bara (Q40) Panas yang hilang Jumlah

51.064,39 1.105.523,7 194.795.807,79

Total

194.795.807,79

Kadar Heat Loss = Panas yang Hilang

x 100%

Total Panas =

1.105.523,7 ×100% = 0,5% 194.795.807,79

121.365.299,61

73.430.508,1

194.795.807,79

59

5. Perhitungan neraca panas di clinker cooler Input = Output Q38 + Q41 = Q18 + Q4 + Q28 + Q42 + Q43 + Q44 Panas Masuk Panas yang dibawa klinker panas/umpan cooler (Q38) Q38 = 121.365.299,61 Kcal Panas yang dibawa udara pendingin (Q40) Massa udara pendingin

= 806.784 kg

Suhu udara pendingin

= 32ºC

Cp (32ºC)

= 0,229 kcal/kgºC

(Peray : Fig 13.03)

Q41 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 806.784 Kg × 0,299 Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 1.293.268,340 Kcal

60

Diagram Aliran panas pada Clinker Cooler Q41

CLINKER

Q38

Q44

COOLER

Q18

Q43 Q4

Q42 Q28

Keterangan : Panas Masuk :

61

Q38 = Panas yang dibawa Klinker umpan masuk Cooler Q41 = Panas yang dibawa udara pendingin Panas Keluar : Q18 = Panas yang dibawa udara Tersier Q4 = Panas yang dibawa udara ke Raw Mill Q28 = Panas yang dibawa udara Sekunder Q42 = Panas yang dibawa debu keluar Cooler Q43 = Panas yang Hilang Q44 = Panas yang dibawa Klinker dingin

Panas Keluar : Panas yang dibawa udara tersier masuk SP (Q18) Q18 = 62.152.741,11Kcal (dari perhitungan Neraca Panas SP) Panas yang dibawa udara keluar menuju Raw Mill (Q4) Q4 = 20.697.705,64 Kcal (dari perhitungan Neraca Panas di Raw Mill) Panas yang dibawa udara sekunder masuk Kiln (Q28) Q28 = 34.315.780,28 Kcal (dari perhitungan Neraca Panas di Kiln) Panas yang dibawa debu keluar Cooler (Q42) Massa debu keluar Cooler

= 55,19Kg

Suhu debu keluar Cooler

= 90 oC

Cp (90 oC)

= 0,238 Kcal/Kg oC

(Peray : Fig 13.02)

Q42 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t =

55,19 Kg × 0,238 Kcal / Kg o C × (90 − 25) o C = 853,789 Kcal

62

Panas yang dibawa klinker dingin (Q44) Massa klinker dingin/produk Cooler= 275.891,389kg Suhu klinker dingin keluar

= 90ºC

Cp (90ºC)

= 0,178 kcal/kgºC

(Peray : Fig 13.01)

Q44 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 275.891,389 Kg × 0,178 Kcal / Kg o C × (90 − 25) o C = 3.192.063,371Kcal Panas yang hilang ke sekeliling (Q43) Q43 = (Q38 + Q41) – (Q18 + Q4 + Q28 + Q42 + Q44) = (122.658.576,95 −120.359.144,19) Kcal = 2.299.432,8 Kcal

Maka dari perhitungan neraca panas di Cooler dapat diketahui : Input

Output

Kehilangan

(kcal) 121.365.299,61

(kcal)

(kcal)

Keterangan (Q37) Panas yang dibawa klinker masuk (Q41) Panas dari batu bara (Q18) Panas yang dibawa udara tersier

1.293.268,340 62.152.741,11

(Q4) Panas udara keluar raw mill

20.697.705,64

(Q28) Panas yang dibawa udara sekunder

34.315.780,28

(Q42) Panas yang dibawa debu keluar EP

853,79

(Q43) Panas yang hilang

2.229.432,8

(Q44) Panas yang dibawa klinker dingin Jumlah Total

122.658.567,95 122.658.567,95

Kadar Heat Loss = Panas yang Hilang Total Panas

x 100%

3.192.063,37 3.192.063,37

117.167.080,7

122.658.567,95

63

=

2.229.432,8 ×100% = 1,81% 122.658.567,95

6. Perhitungan Neraca Panas di Finish Mill Panas Masuk Panas yang dibawa klinker dingin (Q44) Q44 = 3.192.063,37 Kcal Panas yang dibawa Gypsum (Q45) Massa gypsum kering

= 10.732,175Kg

Suhu gypsum masuk

= 32ºC

Cp (32ºC)

= 0,260 kcal/kgºC

(Peray : Fig 13.03)

Q45 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 10.732,175Kg × 0,26 Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 19.532,55 Kcal Panas H2O yang dibawa dalam Gypsum (Q46) Massa H2O dalam gypsum

= 965,89 kg

Suhu masuk

= 32 oC

Cp (32oC)

= 0,470 kcal/kgoC

(Peray : Fig 13.05)

64

Q46

= m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 965,89 Kg × 0,47 Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 3.177,77 Kcal

Panas yang dibawa dalam Additive (Q47) Massa Additive

= 40.004,25 Kg

Suhu masuk

= 32 oC

Cp (32oC)

= 0,281 Kcal/kgoC

Q47

(Peray : Fig 13.05)

= m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 40.004,25 Kg × 0,281Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 104.011,05 Kcal

Panas yang dibawa Pozzolan (Q48) Massa H2O dalam Pozzolan = 7.669,78 Kg Suhu masuk

= 32 oC

Cp (32oC)

= 0,332 kcal/kgoC

Q48

(Peray : Fig 13.05)

= m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 7.669,78 Kg × 0,332 Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 17.824,56 Kcal

Panas yang dibawa Fly Ash (Q49) Massa H2O dalam Fly Ash

= 13.242,78 Kg

Suhu masuk

= 32 oC

Cp (32oC)

= 0,261 kcal/kgoC

Q49

(Peray : Fig 13.05)

= m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 13.242,78Kg × 0,261Kcal / Kg o C × (32 − 25) o C = 24.194,55 Kcal

65

Diagram Aliran Panas pada Finish Mill

Q47

Q48

Q49

Q46 Q45

Q44

FINISH MILL

Q50

Q52 Q51

Keterangan : Panas Masuk : Q44

: Panas yang dibawa klinker dingin

Q53

Q54

66

Q45

: Panas yang dibawa gypsum masuk finish mill

Q46

: Panas penguapan H2O dalam gypsum

Q47

: Panas yang dibawa Additive

Q48

: Panas yang dibawa Pozzolan

Q49

: Panas yang dibawa Fly Ash

Panas Keluar : Q50

: Panas yang dibawa debu keluar finish mill

Q51

: Panas yang dibawa H2O dari gypsum

Q52

: Panas yang dibawa keluar reject

Q53

: Panas yang Hilang

Q54

: Panas yang dibawa semen keluar Finish Mill

Panas Keluar Panas yang dibawa debu keluar (Q50) Total massa debu terbuang

= 691Kg

Suhu debu keluar

= 80ºC

Cp (80ºC)

= 0,160 kcal/kgºC

(Peray : Fig 13.01)

Q50 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 691Kg × 0,16 Kcal / Kg o C × (80 − 25) o C = 6.080,8 Kcal Panas yang penguapan H2O dari gypsum (Q51) Massa H2O yang menguap

= 965,89 Kg

Suhu H2O

= 100oC

Cp (100oC)

= 0,470 kcal/kgoC (Peray, Fig 13.05)

67

Q51 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 965,89 Kg × 0,47 Kcal / Kg o C × (100 − 25) o C = 34.047,62 Kcal

Panas yang keluar bersama Reject (Q52) Massa reject

= 41.460,626 Kg

Suhu reject

= 800 C

Cp (800 C)

= 0,160 kcal/kgoC

(Peray, Fig 13.01)

Q52 = m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 41.460,626 Kg × 0,16 Kcal / Kg o C × (80 − 25) o C = 364.853,5 Kcal . Panas yang dibawa semen (Q54) Massa semen

= 233.768,823 Kg

Suhu semen keluar

= 80ºC

Cp (80ºC)

= 0,209 kcal/kgºC

Q54

(Peray : Fig 13.01)

= m ⋅ Cp ⋅ ∆t = 233.768,823Kg × 0,209 Kcal / Kg o C × (80 − 25) o C = 2.687.172,62 Kcal

Panas yang hilang ke sekeliling (Q53) Q53

= (Q44 +Q45 +Q46 + Q47+ Q48 + Q49 ) - (Q50 + Q51 + Q52 + Q54) = (3.360.803,85 − 3.092.154,54) Kcal = 268.649,31Kcal

68

Maka dari perhitungan neraca panas di Finish Mill dapat diketahui : Keterangan (Q44)Panas yang dari klinker dingin

Input

Output

Kehilangan

(kcal) 3.192.063,37

(kcal)

(kcal)

(Q45)Panas yang dibawa gypsum

19.532,55

(Q46)Panas H2O dalam gypsum

3.177,77

(Q47)Panas yang dibawa Additive

104.011,05

(Q48)Panas yang dibawa Pozzolan

17.824,56

(Q49)Panas yang dibawa Fly Ash

24.194,55

(Q50)Panas debu keluar Finish Mill

6.080,80

(Q51)Panas H2O dari gypsum

34.047,62

(Q52)Panas yang dibawa keluar reject

364.853,50

(Q53)Panas yang Hilang

268.649,31

(Q54)Panas semen keluar Finish Mill

2.687.172,62

Jumlah

3.360.803,85

Total

3.360.803,85

Kadar Heat Loss = Panas yang Hilang

x 100%

Total Panas =

268.649,31 ×100% = 7,99% 3.360.803,85

2.687.172,62

673.631,23

3.360.803,85

69

NERACA PANAS TOTAL per 1 jam operasi Panas yang hilang ke No

Input

Output

(kcal)

(kcal)

Nama Alat

sekeliling 6.806.983,38

(kcal) 47.720.558

1

Raw Mill

54.527.541,90

2

Blending Silo

6.806.938,38

6.806.931,37

7,107

243.861.573,94

60.027.066,61

183.834.507,38

Suspension 3 Preheater 4

Rotary Kiln

194.795.807,79

121.365.299,61

73.430.508,10

5

Clinker Cooler

122.658.567,95

3.192.063,37

117.167.080,70

6

Finish Mill

3.360.803,85

2.687.172,62

673.631,23

626.011.233,81

203.184.940.8

422.826.293

Jumlah Total

626.011.233,81

626.011.233,81