Pengendalian Operasi Kiln

Kiln System

 Parameter operasi Proses di Kiln System

1.      PreheaterBeberapa parameter proses yang diukur di CCR

Gas Analyzer

di Top preheater meliputi gas CO dan O2

• Gas CO diukur untuk alasan safety karena gas panas dari preheater juga digunakan untuk pengeringan di coal mill (menghindari ledakan di coal mill)
• Gas O2 diukur untuk mengetahui adanya tingkat kebocoran (false air) sepanjang preheater, semakin besar kadar O2 beban fan untuk menarik gas semakin tinggi selain itu menaikkan heat consumption karena udara yang masuk (false air) akan menyerap panas di preheater.

PressurePressure drop dihitung dari selisih tekanan top C1 (cyclone 1) dan C2, C2 dan C3, dst. Sampai C4-C5 gunannya untuk mengetahui pressure drop gas sepanjang preheater.

Tapi yg penting mungkin pressure di top C1 dan top C5 utk tau pressure drop total sepanjang sistem preheater. Nilai yg diijinkan berturut-turut untuk 4, 5, dan 6 stage berturut-turut adalah  52, 61, dan 70 mbar.

TemperatureSama kayak pressure, temperature di top C1,C2,..C5 untuk mengetahui suhu gas sedangkan temperature di bottom C1,C2,…C5 untuk suhu material. Yang paling penting adalah suhu di top C1 (350-380oC utk 4 stage dan 330-350 utk 5 stage) dan suhu top C5 untuk menunjukkan suhu kalsinasi karena gas dari kalsiner akan masuk ke C5 serta sebagai kontrol pemakaian fuel di kalsiner. Temperature bottom di C5 menunjukkan suhu inlet raw meal ke kiln inlet biasanya 800-850oC karena kalo ketinggian material bersifat sticky (lengket) dan bikin blocking di kiln inlet.

Hot MealDi bottom C5, dilakukan analisis melalui sampling oleh QC, biasanya yg diukur LOI (untuk mengetahui derajat kalsinasi) dan kadar oksida dari hot meal. Tapi kadar yg paling penting diukur dari hot meal adalah kadar alkali (Na2O, dan K2O), SO2, dan klorin (Cl) karena keempat senyawa itu yang menyebabkan adanya fenomena sirkulasi alkali-klorin-sulfur yang bisa menyebabkan coating dan blocking jika kadar keempat senyawa terlalu tinggi.

2.      KilnParameter proses operasi

Gas AnalyzerMeliputi O2, CO, SO2, NOx, dan CO2.

• O2 untuk mengetahui jumlah excess air (udara berlebih untuk proses pembakaran). Biasanya 2-3%. Kalo nilainya lebih kecil dari itu artinya pembakaran kekurangan oksigen dan bisa menyebabkan CO tinggi, sebaliknya kalo lebih tinggi dari itu menunjukkan udara pembakaran terlalu banyak yang menyebabkan kiln panasnya berkurang akibat panasnya diserap oleh udara yang terlalu berlebih (meningkatkan specific fuel consumption)
• CO, untuk mengetahui kualitas pembakaran di kiln. Biasanya nilai limitnya 100 ppm atau 0,01%. Jika nilai CO tinggi itu artinya pembakaran tidak sempurna, CO yang tinggi juga akan menyerap panas sehingga tidak baik.
• NOx, bisa terdiri dari NO, NO2, N2O, N2O4. Itulah sebabnya dalam banyak aplikasi indikator tingkat polusi dinyatakan sebagai NOx karena terdiri lebih dari 1 senyawa termasuk di pabrik semen. NOx menunjukkan seberapa panas suhu flame (nyala api) karena N2 (nitrogen) termasuk gas yg stabil hanya akan bereaksi dg oksigen pada suhu yang tinggi biasanya di atas suhu 1200oC. Limitnya 600-800 ppm.
• SO2, gas sulfur yang paling stabil. Kadang ada yg menyebut SOx karena adanya SO3 tapi jumlahnya relatif sangat sedikit karena ada kesetimbangan antara SO2 dan SO3. Pengukurannya untuk mengetahui tingkat sirkulasi sulfur di kiln yang bisa menyebabkan blocking.
• CO2, mengukur tingkat emisi gas rumah kaca sebagai hasil kalsinasi lanjutan di kiln dan kandungan karbon dalam batubara.

Temperatur

• Back End Temperature (BET) (1000-1100oC) adalah suhu di kiln inlet yang menunjukkan tingkat kesiapan raw meal untuk mengalami kalsinasi lebih lanjut (kalsinasi di kalsiner paling max 95%)
• Burning Zone Temperature (BZT) (1450oC) menunjukkan kesempurnaan proses pembakaran/pembentukan clinker.
• Temperatur kiln shell. Max 350oC karena pada suhu 400 oC material steel untuk kiln sudah mengalami deformasi. Biasanya pake kiln shell scanner di beberapa titik kiln di tiap zona (back end, burning zone, cooling) tapi yg terpenting pada BZT.

Kiln Load (torque)Kiln Load merupakan indicator lanjutan dari BZT :

• Semakin tinggi BZ temperature akan semakin banyak liquid fase, sehingga semakin banyak butiran terangkat oleh putaran Kiln.
• Bisa dimonitor melalui trend Kiln Load yang menunjukkan kWh/Ampere Kiln drive arahnya naik.
• Pusat grafitasi material menjauh dari axis Kiln.

Speed (rpm)Sekitar 2-3 rpm, menyesuaikan proses (feeding, fuel rate, draught)

Draught (isapan) di kiln inlet. Nanti ada juga draught di TAD (ke kalsiner) dan KOH (untuk cooler).

Specific Heat Consumption untuk kiln kapasitas besar, preheater 5 stage kisarannya 700-750 kcal/kg clinker)

Specific power consumption, besarnya kWh kiln per ton clinker.

3.      Cooler

1. Cooling air rate, flow udara tiap fan di cooler diukur jumlah alirannya (Nm3/jam). Kalo patokan standarnya secara keseluruhan dalam satuan Nm3 udara/kg clinker.
2. Temperatur clinker 

Aspek Quality

• Kiln Feed
  LSF, SM, AM berbeda-beda parameternya.
  Residu 90mikron dan 212 mikron
  % H2O

• Clinker

Free Lime (0,8-1,5%), C3S (56-60%), C2S, C3A, dan C4AF.

Liter Weight (LW) untuk mengukur tingkat kepadatan clinker, kalo clinkernya mateng LW tinggi (1100-1300 g/L) kalo clinker upset (free lime tinggi) LW rendah (<1100 g/L)

Biasanya juga diukur MgO (1,5-3%) dan SO3 (0.1-0.8%), Insoluble Residue (material tak larut) (0.2-0.5%).