Sekarang
saya akan mencoba mengangkat masalah yang agak membutuhkan energi, yaitu Kiln. Kenapa saya mengangkat tema ini, karena selain saya tidak tahu (hanya pernah dengar), sekalian karena pada proyek yang ikuti sekarang terdapat sesosok makhluk Kiln tersebut. Mungkin bagi
sebagian orang masih asing mendengar istilah ini. Sebelumnya akan saya
spesifikkan yang akan saya bahas di sini adalah Rotary Kiln.
Sebagian
besar yang saya dapatkan dalam artikel ini saya nukil dari Wikipedia, berikut
penjabarannya.
Rotary Kiln
Rotary Kiln
adalah sebuah perangkat pyroprocessing yang digunakan untuk menaikkan material
sampai pada suhu tinggi (kalsinasi) dalam suatu proses berkelanjutan. Material
yang biasanya diproduksi menggunakan rotary kiln meliputi: Semen, Kapur, Refraktori,
Metakaolin, Titanium dioksida, Alumina, Vermiculite, Bijih besi .
Rotary Kiln (wikipedia) |
Rotary Kiln pada Proyek Chemical Grade Alumina, Tayan |
Prinsip Operasi
Kiln adalah
bejana silinder, diletakkan pada posisi horizontal dan sedikit miring, yang
diputar perlahan pada porosnya. Material yang akan diolah dimasukkan ke bagian
atas silinder. Karena kiln berputar, maka material secara bertahap bergerak
menuju ujung bawah, dan tentunya akan mengalami sejumlah pengadukan dan
pencampuran. Gas panas melewati sepanjang kiln, kadang-kadang dalam arah yang searah
dengan material yang diproses (co-current), tetapi biasanya dalam arah yang
berlawanan (counter-current). Gas panas dapat dihasilkan dalam tungku
eksternal, atau dapat dihasilkan oleh api di dalam tungku. Api yang dihasilkan
dari burner-pipe (atau firing pipe) berperan seperti Bunsen-burner yang besar. Bahan
bakar untuk pembakaran ini bisa berasal dari gas, minyak atau batu bara bubuk,
yang paling banyak dipakai adalah batu bara bubuk.
Konstruksi
Komponen
dasar dari rotary kiln adalah shell, lapisan tahan api (refractory lining), support
tyres dan rollers, gigi drive (drive gear) dan penukar panas internal (internal
heat exchanger).
Kiln Shell
Kiln shell Ini
terbuat dari plat baja ringan yang di-rol, ketebalannya biasanya antara 15 dan
30 mm, dilas untuk membentuk sebuah silinder yang yang panjangnya bisa mencapai
230 m dengan diametre 6 m. Penempatannya biasanya terletak pada posisi poros
arah timur / barat karena untuk mencegah Eddy current .
Ukuran
diameter dibatasi sampai pada diameter tertetu karena untuk mencegah
kecenderungan shell yang akan berubah bentuk penampangnya menjadi oval yang disebabkan
oleh berat kiln tersebut, hal ini ini merupakan konsekuensi kiln selama berputar.
Untuk ukuran panjangnya tidak ditentukan berapa batasnya, tetapi akan menjadi
sulit untuk mengatasi perubahan panjang/pemuaian akibat dari pemanasan dan
pendinginan jika kiln terlalu panjang (biasanya sekitar 0,1 sampai 0,5% dari
panjang), karena kiln berbentuk silinder.
Refractory Lining
Tujuan dari
lapisan refraktori adalah untuk melindungi shell baja dari suhu tinggi di dalam
kiln, dan untuk melindunginya dari sifat korosif dari material proses. Refractory
Lining dapat terdiri dari batu bata tahan api atau beton cor tahan api. Refraktori
dipilih berdasarkan suhu di dalam kiln dan sifat kimia dari bahan yang
diproses. Dalam beberapa proses, misalnya semen, umur refraktori dapat bertahan
lama dengan menjaga lapisan dari bahan yang diproses pada permukaan refraktori.
Ketebalan lapisan umumnya dalam kisaran 80-300 mm. Tipikal refraktori akan
mampu mempertahankan penurunan suhu 1000 °C atau lebih antara permukaan panas
dengan permukaan dingin. Suhu shell perlu dipertahankan sekitar di bawah 350 °C
untuk melindungi baja dari kerusakan, dan scanner inframerah digunakan untuk
memberikan peringatan dini "hot-spot" apabila terjadi indikasi
kegagalan pada refraktori.
Support Tyres dan Rollers
Ban,
kadang-kadang disebut riding rings,
biasanya terdiri dari baja cor tunggal annular (single annular steel casting), yang kemudian permukaannya
dihaluskan. Perlu beberapa kecerdikan desain agar ban sesuai dan pas dengan shell,
tetapi masih memungkinkan gerakan termal. Rol harus menopang kiln, dan memungkinkan
untuk berotasi dengan meminimalisir gesekan sekecil mungkin. Sebuah kiln yang
dirancang bagus, ketika listrik terputus maka akan berayun seperti pendulum
berkali-kali sebelum datang untuk berhenti. Pada umumnya kiln dengan dimensi 6
x 60 m, memiliki massa sekitar 1100 ton termasuk refraktori dan segala isinya,
dan akan ditopang tiga ban dan set rol sepanjang kiln. Kiln yang panjang
mungkin memiliki 8 set rol, sementara kiln yang pendek mungkin hanya memiliki
dua. Kiln biasanya berotasi pada 0,5-2 rpm, tapi kadang-kadang juga sampai 5
rpm. Kiln pada pabrik semen modern biasanya berotasi pada 4 sampai 5 rpm.
Bantalan (bearing) dari rol harus
mampu menahan beban statis dan beban hidup yang terlibat, dan juga harus terlindungi
dari panas kiln dan masuknya debu. Selain menahan rol, bearing juga harus mencegah kiln agar tidak tergelincir dari rol.
Gesekan
antara ban dan rol, menyebabkan kecekungan, cembung atau kerucut pada kedua
permukaan ban dan rol.
Tyre & Roller (wikipedia) |
Gear Drive
Kiln
biasanya diputar dengan Single Girth Gear.
Gigi tersebut dihubungkan melalui gear
train menggunakan variable-speed electric motor. Gigi harus memiliki torsi awal yang
tinggi untuk menggerakkan kiln dengan beban eksentrik yang besar. Sebuah kiln 6
x 60 m membutuhkan sekitar 800 kW untuk memutar pada 3 rpm. Kecepatan aliran material melalui kiln
sebanding dengan kecepatan rotasi, sehingga diperlukan variable speed drive untuk mengontrol masalah ini.
Penukar Panas internal
Pada kiln terjadi
pertukaran panas yang mungkin oleh konduksi, konveksi dan radiasi. Dalam proses
suhu rendah, pada bagian kiln yang lebih dingin karena dimensi kiln yang panjang
sehingga pemanasan awal belum merata, maka kiln sering dilengkapi dengan
penukar panas internal untuk mendorong pertukaran panas antara gas dan feed. Alat
ini terdiri dari scoop atau lifter yang memancarkan feed melalui aliran gas, atau mungkin
menyisipkan logam yang panas di bagian atas kiln, dan memberikan panas ke feed saat feed dimasukkan ketika kiln berputar. Penukar panas yang paling
umum digunakan terdiri dari rantai menggantung menyerupai tirai dengan aliran
gas.
Efisiensi termal
mas mau tanya, itu nilai efisiensi thermal kiln 50-65% pada umumnya? apakah tidak dapat ditingkatkan?
BalasHapusGreat information!!! This blog contains beneficial information about Rotary Kiln, including its meaning, types, & more other useful information. I was reading your blog & understand every important point related to Rotary Kiln. Keep sharing more blogs.
BalasHapus