Perancangan Coal Gas Booster Untuk Kebutuhan Pabrik Smelter Grade Alumina Refinery (SGAR)

Abstract

Proyek Pabrik Pemurnian Alumina Smelter Grade (SGAR) yang dikembangkan oleh PT Borneo Alumina Indonesia (BAI) bertujuan untuk menghasilkan satu juta ton alumina dengan tingkat kemurnian lebih dari 98,6%. Pemurnian bauksit menjadi alumina dalam skala besar, terutama pada tahap kalsinasi yang memerlukan gas, merupakan tantangan utama dalam proyek ini. Solusi yang diadopsi adalah menggunakan gasifikasi batubara sebagai sumber gas, suatu pilihan yang tidak hanya lebih ekonomis dibandingkan dengan gas alam, tetapi juga menghasilkan emisi gas yang rendah [1]. Gasifikasi, sebagai proses yang kompleks, melibatkan parameter krusial seperti temperatur, tekanan, jenis bahan bakar, dan stoikiometri [2]. Hasil dari gasifikasi terdiri dari produk utama, yaitu gas sintesis, dan produk samping, yaitu fly ash dan bottom ash. Gas sintesis didominasi oleh komponen karbon dioksida (CO) dan hidrogen (H₂), yang dapat meningkatkan kualitas bahan bakar padat [3]. Meskipun demikian, tantangan utama muncul dalam transportasi gas batubara untuk proses kalsinasi yang membutuhkan tekanan sebesar 0.025 MPa, debit gas sebesar 66.347 Nm³/jam, dan nilai kalor sekitar 5441.8 kJ/Nm³. Penelitian difokuskan pada pemilihan gas booster, dengan mempertimbangkan pressure drop dan rugi debit dalam sistem transportasi gas batubara. Booster krusial yang dipilih adalah C series Hubei Sangfeng Turbine Equipment dengan kapasitas 840 m³/menit dan daya motor penggerak sebesar 800 kW. Uji performa menunjukkan efisiensi sebesar 93%, vibrasi kurang dari 4 mm/s, dan temperatur bearing rata-rata di bawah 45?, menunjukkan kinerja yang optimal. Penerapan booster ini diharapkan dapat menjadi solusi efektif untuk mengatasi tantangan transportasi gas batubara dalam proyek SGAR, dengan potensi meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan proses produksi.

The Smelter Grade Alumina Refinery (SGAR) Project developed by PT Borneo Alumina Indonesia (BAI) aims to produce one million tons of alumina with a purity level exceeding 98.6%. The refining of bauxite into alumina on a large scale, especially during the calcination stage that requires gas, poses a major challenge in this project. The adopted solution is to use coal gasification as a gas source, an option that is not only more economical than natural gas but also generates low gas emissions [1]. Gasification, as a complex process, involves crucial parameters such as temperature, pressure, fuel type, and stoichiometry [2]. The results of gasification consist of the main product, synthesis gas, and by-products, namely fly ash and bottom ash. Synthesis gas is dominated by carbon dioxide (CO) and hydrogen (H2) components, which can enhance the quality of solid fuel [3]. However, the main challenge arises in the transportation of coal gas for the calcination process, requiring a pressure of 0.025 MPa, a gas flow rate of 66,347 Nm3/hour, and a calorific value of approximately 5441.8 kJ/Nm3. The research focuses on the selection of a gas booster, considering pressure drop and flow loss in the coal gas transportation system. The crucial booster selected is the C series Hubei Sangfeng Turbine Equipment with a capacity of 840 m3/minute and a drive motor power of 800 kW. Performance tests show an efficiency of 93%, vibration less than 4 mm/s, and an average bearing temperature below 45°C, indicating optimal performance. The implementation of this booster is expected to be an effective solution to overcome the challenges of coal gas transportation in the SGAR project, with the potential to improve the efficiency and sustainability of the production process.