Estimate Mixture Flammability & Explosivity At Reference P & T

Display problem ? Click HERE

Recommended :
- Subscribe FREE - Chemical Engineering
- Tips on Succession in FREE Subscription

Lower flammable limit (LFL) or Lower Explosive Limit (LEL) is minimum vapor concentration in air which a mixture will burn when an ignition source is present. Upper flammable limit (UFL) or Upper Explosive Limit (UEL) is maximum vapor concentration in air which a mixture will burn when an ignition source is present. Concentration of mixture of vapor in air below LFL/LEL (too lean) or above UFL/UEL (too rich), mixture will not burn even an ignition source is present. Therefore, flammable range or explosive range is concentrations between LFL/UFL and UFL/UEL.

Component LEL & UEL
LFL/LEL and UFL/UEL for some common gases are indicated in table below. Some of the gases are commonly used as fuel in combustion processes.

Fuel Gas	(LFL/LEL) (%)	(UEL/UFL) (%)
Acetaldehyde	4	60
Acetone	2.6	12.8
Acetylene	2.5	81
Ammonia	15	28
Arsine	5.1	78
Benzene	1.35	6.65
n-Butane	1.86	8.41
iso-Butane	1.80	8.44
iso-Butene	1.8	9.0
Butylene	1.98	9.65
Carbon Disulfide	1.3	50
Carbon Monoxide	12	75
Cyclohexane	1.3	8
Cyclopropane	2.4	10.4
Dimethyl Ether	3.4	27
Diethyl Ether	1.9	36
Ethane	3	12.4
Ethylene	2.75	28.6
Ethylene Oxide	3.6	100
Ethyl Alcohol	3.3	19
Ethyl Chloride	3.8	15.4
Fuel Oil No.1	0.7	5
Hydrogen	4	75
Isobutane	1.8	9.6
Isopropyl Alcohol	2	12
Gasoline	1.4	7.6
Kerosine	0.7	5
Methane	5	15
Methyl Alcohol	6.7	36
Methyl Chloride	10.7	17.4
Methyl Ethyl Ketone	1.8	10
Naphthalene	0.9	5.9
n-Heptane	1.0	6.0
n-Hexane	1.25	7.0
n-Pentene	1.65	7.7
Neopentane	1.38	7.22
Neohexane	1.19	7.58
n-Octane	0.95	3.20
iso-Octane	0.79	5.94
n-Pentane	1.4	7.8
iso-Pentane	1.32	9.16
Propane	2.1	10.1
Propylene	2.0	11.1
Silane	1.5	98
Styrene	1.1	6.1
Toluene	1.27	6.75
Triptane	1.08	6.69
p-Xylene	1.0	6.0

Note : The limits indicated are for component and air at 20^oC and atmospheric pressure.

Mixture LFL/LEL & UFL/UEL

A mixture is combustible / flammable within mixture LFL/LEL and UFL/UEL. Common units for both limits is mole (or volume) percent fuel in air [moles fuel/(moles fuel + moles air)]. A mixture LFL/LEL and UFL/UEL limits can be calculated using the equations first proposed by Le Chatelier in 1891 :

Example
A vapor contains of 20 vol% of Methane (C1), 20 vol% of Ethane (C2) and 60 vol% of Propane (C3). Find LEL of this mixture at 20 degC and Atmospheric pressure (101325 kPaA).

LEL_C1 = 5 vol% at 20 degC & 101.325 kPaA
LEL_C2 = 3 vol% at 20 degC & 101.325 kPaA
LEL_C3 = 2.1 vol% at 20 degC & 101.325 kPaA

LEL_Mix = 1 / [ 0.2/5 + 0.2 / 3 + 0.6 / 2.1 ]

LEL_Mix = 2.55 vol% at 20 degC & 101.325 kPaA

Above LEL may be linked to MOC as discussed in "Minimum Oxygen Concentration (MOC) for Flare Purge". Vapor mixture flammability & explosivity at Operating P & T discussed in this post.

Related Topic

• Inert Gas or Fuel Gas For Flare Purge ?
• Nitrogen Purging - What are the factors you need to consider ?
• Personnel Exposure Time For Heat Radiation
• Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold
• Fire related topics...
• Flare related topics...

Minimum Oxygen Concentration (MOC) for Flare Purge

Display problem ? Click HERE

A fire is formed or a flame can sustains and propagate, three main elements shall present as defined in well known FIRE triangle. There are combustible material (or fuel), oxygen (O2) and heat. See following image. One additional characteristic shall also present is the potential of chain reaction to maintain continuous combustion before any of these three elements is removed. This speed of chain reactions define if a mixture is combustible (slow) or explosive (fast).

Minimum Oxygen Concentration (MOC)
Oxygen is common obtained from atmosphere. Standard air at Mean Sea Level (MSL) contains 20.95 vol% Oxygen (O2), 78.08 vol% Nitrogen (N2), 0.038 vol% Carbin Dioxide (CO2) and others inert gas i.e. Neon, Xenon, etc. Although Oxygen is the major component in generating fire, there is still a minimum oxygen concentration (MOC) required present in combustible mixture so that a fire can be initiated and propagated. Below this limit, a fire will not form.

Following MOC for some hydrocarbon common found in oil and gas plant.

Component	MOC (Vol% O2)
Hydrogen	4.0
Acetylene	6.2
Methane (C1)	12.0
Ethane (C2)	11.2
Ethylene (C2=)	9.9
Propane (C3)	11.6
Propylene (C3=)	11.5
Butane (C4)	12.3
1-Butene (C4=)	11.0
Pentane (C5)	11.8
Hexane (C6)	11.8
Benzene (Bz)	11.5
Carbon Disulfide	5.0

Base on this principle, a flare header is purged with hydrocarbon (i.e. fuel gas ) to evacuate air that ingressed via flare tip and stack in order to ensure quantity of oxygen level in the flare system is always below minimum oxygen concentration (MOC).

MOC For Flare Purge
From above table, you may noticed that MOC for majority of components are equal to or more than 10 vol% except Hydrogen (H2), Acethylene and Carbon Disulfide (CS2). It is recommended MOC of 6 vol% for flare purging design with 4 vol% as design margin. One shall remember plant releasing large amount of Hydrogen shall use lower MOC with margin i.e. 2 vol%. One of the example is Hydrogenation unit in Refinery plant.

Related Topic

• Inert Gas or Fuel Gas For Flare Purge ?
• Nitrogen Purging - What are the factors you need to consider ?
• Personnel Exposure Time For Heat Radiation
• Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold
• Fire related topics...
• Flare related topics...
  

Emerging Technologies to Monetize Small Natural Gas Resources

Display problem ? Click HERE

Simple update to IEM Members or those who are practicing Engineering in Malaysia...

The number of large natural gas fields for mankind’s exploitation is reducing as we go into the future. Future natural gas fields are relatively smaller, scattered in various geographical locations and contains higher acidic components. As the world’s energy demand continues, there is an urgent need to develop emerging technologies to monetize small natural gas resources around the globe which could not be economically carried out now.

The emerging technologies have to be safe, economical and more robust than presently available technologies for successful and meaningful gas production. This presentation will share several emerging technologies currently being studied and developed by the oil and gas industry for such purpose.

A talk on "Emerging Technologies to Monetize Small Natural Gas Resources", organized by Chemical Engineering Technical Division, IEM has been scheduled.

Date : 10 October 2009 (Saturday)
Time : 9.00 am – 11.00 am (Refreshment would be served at 11.00 am)
Venue : C&S Lecture Room, 2nd Floor, Wisma IEM, Petaling Jaya

Speaker : Engr. Dr. Chan Tuck Leong




*Any queries, please contact sec@iem.org.my.

Related Post

• Practicing Engineering & Route To Professional Engineer in MALAYSIA
• R&D engineer, Academician and Student...Don't miss this !

Inert Gas or Fuel Gas For Flare Purge ?

Display problem ? Click HERE

Recommended :

- Tips on Succession in FREE Subscription

- Subscribe FREE - Power Engineering

Flare is commonly installed in oil and gas process plant to burn hydrocarbon and/or toxic gas to avoid formation of combustible mixture, to minimize green house effect (GHE), to minimize health hazards to personnel on site, etc. There are several earlier posts related to Flare :

• Quick Estimate Flare Stack Diameter
• Estimate Subsonic Flare Tip Pressure Drop With Graph Derived Correlation
• Quick Estimate Flare Tip Pressure Drop
• Flare Tip Type Quick Selection Chart
• Guideline on Quick Determination of Flare Stack Support Type
• Flare Smokeless Ringlemann Chart
• FLARE combustion efficiency
• Quick Estimate Ground Level Unburnt Flammable Gas For Vent Pipe or Flame-out Flare Stack

Flare collection header is normally "NO flow" as most (if not all) devices connected to flare header are non-discharging fluid into flare system. Among all are pressure relief valve (PRV), blowdown valve (BDV), overpressure dump valve (PCV), etc. All these devices are kept as close position during normal plant operation and will only open in the event of overpressure, emergency situation i.e. fire, runaway reaction, plant shutdown/blowdown for maintenance.

On the flare tip end, it is open to atmosphere. it is very likely that atmosphere air contain oxygen ingress and stay into flare collection header. PRV/BDV/PCV passing and open on demand will discharge large quantity of hydrocarbon gas into flare collector header filled with air and create combustible mixture, as this combustible mixture travel along flare header and reach flare tip which equipped with flare pilot, combustible mixture will be ignited and potentially created flash back to the flare header and flare knock-out drum (KOD). Subject to flare header capacity and mechanical integrity, large flash back lead to severe internal pressure act on the piping & vessel and vapor wave results severe vibration and movement of structure, this potential lead to catastrophe failure of flare collection system. Therefore a flare header is sweep or purge with fuel gas or inert gas i.e. Nitrogen.

Advantages using inert gas compare to fuel gas as purge gas

i) Environment & Green House Effect (GHE)
IG : Inert gas has NO impact to environment
FG : Burn fuel gas in atmosphere generate Carbon Dioxide (CO2) which contributes to increase of Co2 content in atmosphere and increases Green House Effect (GHE)

ii) Burn back damage flare tip - reduce life span of flare tip
IG : Inert gas do not burn. NO burn back and potential damage of flare tip.
FG : Potential FG burn back damage flare and shorten flare tip life span.

iii) High OPEX avoid Burn back
IG : NO burn back. Minimum purge rate and low OPEX.
FG : Potential burn back lead to high purge rate (potential 10 times higher than purge rate of IG) and high OPEX

iv) Visible Flame
IG : Inert gas do not burn. No flame present.
FG : FG continuous burn and continuous visible flare at flare tip. Potential create uneasy situation in environment sensitive area.

v) Smoke Flaring
IG : Inert gas do not burn. No smoke flaring issue.
FG : Burning heavy FG lead to smoke flaring. Potential create uneasy situation in environment sensitive area. Increase likelihood of unburnt component and impact on environment.

vi) Steam injection for smokeless flaring
IG : Inert gas do not burn. No smoke flaring issue.
FG : Burning heavy FG lead to smoke flaring. Steam injection to reduce/eliminate smoke flaring. This increases CAPEX (additional steam injection facilities) and OPEX (steam loss).

vii) Radiation
IG : Inert gas do not burn. No additional radiation.
FG : Fuel gas burn lead to increase of radiation level (on top of solar radiation) to personnel working near flare stack.

Disadvantages using inert gas compare to fuel gas as purge gas

a) Fuel Gas Readily Available in Plant
IG : Required Nitrogen generator or use of Liquid Nitrogen and evaporator. Additional CAPEX and OPEX.
FG : Fuel gas readily available in plant. Minimum CAPEX and OPEX. Some plant generate hydrocarbon gas which shall be disposed off. This gas is readily serve as purge gas and inccur NO cost.

b) Inert Gas Cloud
IG : Flare system purge with inert gas, entire flare system is filled with IG gas (which potential heavier than air). Once any PSV/BDV open and release large amount of gas into flare header, it will "push" IG release through the flare tip. Heavy IG (compare to air) will sink create a IG gas cloud near plant. This is potential fatal thread (suffocation) to personnel on site.
FG : Continuous flaring lead to no or nearly no potential of gas present in atmosphere

c) Unburnt hydrocarbon gas emission
IG : PRV/BDV/PCV leak or passing lead to low heating value mixure (less than 200 btu/ft3) which is non-combustible. Release of hydrocarbon gas into atmosphere directly has more GHE impact than burning it. For example 1 mol of methane create 1 mol of CO2 if it is burnt. 1 mol of methane create 20-21 mol of equivalent CO2 if it unburnt.
FG : Continuous flaring lead to no or nearly no unburnt gas in atmosphere

d) Combustible Cloud lead to Instant Ignition
IG : Slowly hydrocarbon gas emission to atmosphere and built-up of combustible mixture in the plant, once the heating value for auto-ignition is reached, the combustible mixture potentially ignited. Its impact is just like a explosion and potential thread to personnel and surrounding facilities.
FG : Continuous flaring lead to no or nearly no unburnt gas in atmosphere

Concluding remark
Inert gas purging is normally understood as clean, low CAPEX, low OPEX, etc and regards as most likely candidate for flare purging. However, the associated SAFETY related issue may needs additional attention and focus. All...use inert gas wisely...

Related Topic

• Flare related topics...
  
• CO2 related topics...
  
• Personnel Exposure Time For Heat Radiation
• Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold
• Simplified Equation for Wind Speed Estimation At Different Height
• Estimate Wind Speed At Flare Tip At Different Height
• Assess AIV with "D/t-method" with Polynomial PWL Limit Line
• Model Fix Pressure Drop Device in FLARENET

identifikasi batubara

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang
Batubara merupakan bahan bakar fosil berupa mineral organik yang dapat terbakar, yang terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun.
Pada saat ini, penggunaan batubara sebagai alternatif sumber energi primer sedang naik pamor, dibandingkan penggunaan minyak dan gas yang harganya relatif lebih mahal. Selain didasari juga oleh beberapa faktor lain, seperti tersedianya cadangan batubara yang sangat banyak dan tersebar luas, sekitar lebih dari 984 milyar ton tersebar di seluruh dunia. Kemudian, batubara dapat diperoleh dari banyak sumber di pasar dunia dengan pasokan yang stabil, serta aman untuk ditransportasikan dan disimpan. Kemudian, pengaruh pemanfaatan batubara terhadap lingkungan disekitarnya sudah dipahami dan dipelajari secara luas, sehingga teknologi batubara bersih dapat dikembangkan dan diaplikasikan.
Dalam makalah ini dituliskan mengenai klasifikasi batubara yang ditentukan berdasarkan hasil analisa terhadap beberapa parameter batubara, yaitu seperti Pengklasifikasian batubara didasarkan pada derajat dan kualitas dari batubara tersebut, atau pun pengklasifikasian batubara tersebut berdasarkan umurnya. Batubara dan minyak bumi merupakan bahan karbon. Secara umum klasifikasi hidrokarbon dibagi menjadi tiga yaitu: Gaseous, Bituminuous( batubara dan minyak bumi), Waxy. Klasifikasi batubara ditentukan berdasarkan hasil analisa terhadap beberapa parameter batubara. Dari klasifikasi ini dapat dilihat peringkat batubara. Berdasarkan klasifikasi menurut Faser yaitu: Type Fuel Ratio; Antracite 100-12; Semi Antracite 12-8; Semi Bituminous 8-5; Bituminous 5-0.
Jadi Batu bara itu adalah bahan bakar fosil. Batu bara dapat terbakar, terbentuk dari endapan, batuan organik yang terutama terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batu bara terbentuk dari tumbuhan yang telah terkonsolidasi antara strata batuan lainnya dan diubah oleh kombinasi pengaruh tekanan dan panas selama jutaan tahun sehingga membentuk lapisan batu bara. Batu bara dengan mutu yang rendah, seperti batu bara muda dan sub-bitumen biasanya lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti tanah. Baru bara muda memilih tingkat kelembaban yang tinggi dan kandungan karbon yang rendah, dan dengan demikian kandungan energinya rendah. Batu bara muda biasanya digunakan untuk pembangkit tenaga listrik dan persentase penggunaan cadangannya didunia sekitar 17 %, sedangkan untuk sub-bitumen biasanya digunakan untuk Pembangkit listrik, Produksi semen dan Penggunaan untuk industri. Sub-bitumen ini penggunaan cadangannya didunia sekitar 30 % Batu bara dengan mutu yang lebih tinggi umumnya lebih keras dan kuat dan seringkali berwarna hitam cemerlang seperti kaca. Batu bara dengan mutu yang lebih tinggi memiliki kandungan karbon yang lebih banyak, tingkat kelembaban yang lebih rendah dan menghasilkan energi yang lebih banyak. Biasanya batubara yang tergolong seperti ini adalah bitumen dan antrasit. Bitumen penggunaan cadangannya didunia sekitar 52 % dan antrasit penggunaan cadangannya didunia sekitar 1 %. Antrasit merupakan batubara yang paling tinggi mutunya yang biasanya digunakan untuk bahan bakar minyak tanpa asap.

1.2 Tujuan
- Mempelajari pengklasifikasian batubara didasarkan pada derajat dan kualitas batubara
- Mempelajari Rank yaitu peringkat dan derajad batubara berdasarkan proses pengubahan atau genesa batubara
- Mempelajari Derajad batubara dalam pengklasifikasian batubara

BAB 2

PEMBAHASAN

Batubara merupakan bahan bakar fosil berupa mineral organik yang dapat terbakar, yang terbentuk dari sisa tumbuhan purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun.
Pada saat ini, penggunaan batubara sebagai alternatif sumber energi primer sedang naik pamor, dibandingkan penggunaan minyak dan gas yang harganya relatif lebih mahal. Selain didasari juga oleh beberapa faktor lain, seperti tersedianya cadangan batubara yang sangat banyak dan tersebar luas, sekitar lebih dari 984 milyar ton tersebar di seluruh dunia. Kemudian, batubara dapat diperoleh dari banyak sumber di pasar dunia dengan pasokan yang stabil, serta aman untuk ditransportasikan dan disimpan. Kemudian, pengaruh pemanfaatan batubara terhadap lingkungan disekitarnya sudah dipahami dan dipelajari secara luas, sehingga teknologi batubara bersih dapat dikembangkan dan diaplikasikan.
Rank merupakan peringkat dan derajad batubara berdasarkan proses pengubahan atau genesa batubara.peringkat batubara adalah dasar klasifikasi dari lignit ke antrasit. Peringkat batubara naik pada proses pembentukan batubara, metamorfosis menyebabkan kandungan sat terbang menurun. Peringkat batubara yang tertinggi menunjukkan metamorfosis yang lebih besar. Peringkat batubara secara umum adalah lignit, batubara sub-bitumen, batubara bitumen dan antrasit (urutan peringkat rendah keperingkat tertinggi). Rank calculation: perhitungan peringkat batubara (lihat rank).
Rank variety : jenis-jenis batubara berdasarkan urutan metamorfosis. Penentuan jenis-jenis batubara secara umum adalah merupakan hasil pemikiran para pakar tetapi juga dengan pertimbangan sifat-sifat kimia dan fisika.
Derajat batubara adalah posisi batubara pada seri kualifikasi mulai dari gambut sampai antrasit. Perkembangannya sangat dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan waktu (Lopatin, 1971; Bostick, 1973). Banyak parameter yang telah dipergunakan untuk penentuan derajat batubara (cook, 1982), salah satu diantaranya adalah refleksi vitrinit. Cara ini belum dikenal di Indonesia, tetapi telah berkembang pesat di Amerika, JErman, Australia dan lain-lain, terutama perusahaan-perusahaan yang berkecimpung di dalam eksplorasi minyak dan gas. Semua jenis mineral bisa diukur refleksinya, tetapi kelompok vitrinit adalah yang umum dipilih. Kelompok ini cenderung terbentuk sebagai pecahan-pecahan kasar dan homogen, merupakan kelompok maseral utama pada kebanyakan batubara dan menunjukkan korelasi yang bagus dengan parameter lain yang dipakai sebagai indikasi derajat batubara. Dengan cara refleksi vbitrinit ini, pengukuran dapat dilakukan dengan singkat dan pasti.

Klasifikasi Batubara
Pengklasifikasian batubara didasarkan pada derajat dan kualitas dari batubara tersebut, yaitu:
a) Gambut (peat)
Golongan ini sebenarnya belum termasuk jenis batubara, tapi merupakan bahan bakar. Hal ini disebabkan karena masih merupakan fase awal dari proses pembentukan batubara. Endapan ini masih memperlihatkan sifat awal dari bahan dasarnya (tumbuh-tumbuhan). Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.
b) Lignite (Batubara Cokelat, ”Brown Coal”)
Golongan ini sudah memperlihatkan proses selanjutnya berupa struktur kekar dan gejala pelapisan. Apabila dikeringkan, maka gas dan airnya akan keluar. Endapan ini bisa dimanfaatkan secara terbatas untuk kepentingan yang bersifat sederhana, karena panas yang dikeluarkan sangat rendah. Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya. . Batu bara ini berwarna hitam, sangat rapuh, nilai kalor rendah dengan kandungan karbon yang sangat sedikit, kandungan abu dan sulfur yang banyak. Batu bara jenis ini dijual secara eksklusif sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).


c) Sub-Bituminous (Bitumen Menengah)
Golongan ini memperlihatkan ciri-ciri tertentu yaitu warna yang kehitam-hitaman dan sudah mengandung lilin. Endapan ini dapat digunakan untuk pemanfaatan pembakaran yang cukup dengan temperatur yang tidak terlalu tinggi. Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus. karakteristiknya berada di antara batu bara lignite dan bituminous, terutama digunakan sebagai bahan bakar untuk PLTU. Sub-bituminous coal mengandung sedikit carbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang tidak efisien.

d) Bituminous
Golongan ini dicirikan dengan sifat-sifat yang padat, hitam, rapuh (brittle) dengan membentuk bongkah-bongkah prismatik. Berlapis dan tidak mengeluarkan gas dan air bila dikeringkan. Endapan ini dapat digunakan antara lain untuk kepentingan transportasi dan industri. Bituminus mengandung 68 - 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara yang paling banyak ditambang di Australia. . Umumnya dipakai untuk PLTU, tapi dalam jumlah besar juga dipakai untuk pemanas dan aplikasi sumber tenaga dalam industri dengan membentuknya menjadi kokas-residu karbon berbentuk padat.

e) Anthracite
Golongan ini berwarna hitam, keras, kilap tinggi, dan pecahannya memperlihatkan pecahan chocoidal. Pada proses pembakaran memperlihatkan warna biru dengan derajat pemanasan yang tinggi. Digunakan untuk berbagai macam industri besar yang memerlukan temperatur tinggi. Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%, terbakar lambat, dengan batasan nyala api biru (pale blue flame) dengan sedikit sekali asap.

Semakin tinggi kualitas batubara, maka kadar karbon akan meningkat, sedangkan hidrogen dan oksigen akan berkurang. Batubara bermutu rendah, seperti lignite dan sub-bituminous, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang tinggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga energinya juga rendah. Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu, kelembabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat, sehingga kandungan energinya juga semakin besar.
Banyak para ahli mencoba untuk mengelompokkan jenis batubara tersebut berdasarkan parameter tersebut di atas, tapi yang paling banyak dipergunakan orang ialah berdasarkan umurnya (rank).
Secara umum batubara diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Peat (gambut), sebagian para ahli mengatakan bahwa peat bukan batubara karena masih mengandung selulosa bebas, tapi sebagian lagi menyatakan bahwa peat adalah batubara muda. Carbon = 60% – 64% (dmmf), Oxygen = 30% (dmmf)
2. Lignite, Carbon = 64% – 75% (dmmf), Oxygen = 20% – 25% (dmmf)
3. Sub-bituminous, Carbon = 75% – 83% (dmmf), Oxygen = 10% – 20% (dmmf)
4. Bituminous, Carbon = 83% – 90% (dmmf), Oxygen = 5% – 15% (dmmf)
5. Semi-anthracdite, Carbon = 90% – 93% (dmmf), Oxygen = 2% – 4% (dmmf)
6. Anthracite, Carbon = > 93%
Di bawah ini adalah klasifikasi yang banyak dipergunakan orang
1. ASTM Classification
Sistem klasifikasi ini mempergunakan volatile matter (dmmf), fixed carbon (dmmf) dan calorific value (dmmf) sebagai patokan.
Untuk anthracite, fixed carbon (dmmf) merupakan patokan utama, sedangkan volatile matter (dmmf) sebagai patokan kedua. Bituminous mempergunakan volatile matter (dmmf) sebagai patokan kedua. Lignite mempergunakan calorific value (dmmf) sebagai patokan.
2. Ralston’s Classification
Ralston’s mempergunakan hasil analisa ultimate yang sudah dinormalisasi (C + H + O = 100). Ditampilkan dalam bentuk triaxial plot. Band yang terdapat pada triaxial plot tersebut ialah area dimana batubara berada.
3. Seyler’s Classification
System klasifikasi ini mempergunakan % carbon (dmmf) dan % hydrogen (dmmf) sebagai dasar utama. Klasifikasi ini ditampilkan dalam bentuk beberapa grafik kecil yang bertumpu pada grafik utama. Grafik utama menghubungkan % carbon (dmmf) dengan % hydrogen (dmmf). sedangkan grafik kecil menggambarkan hubungan calorific value (dmmf) dengan % volatile matter (dmmf) dan % moisture (adb), menggambarkan % oxygen (dmmf), crucible swelling number dan rasio O/H=8.
Ditengah grafik tersebut terdapat band yang menggambarkan yang menggambarkan area dimana 95% batubara inggris akan berada serta menunjukkan jenisnya.Batubara yang jatuh di atas band disebut per-hydrous sedangkan yang jatuh di bawahnya disebut sub-hyrous. Seyler’s chart ini tidak cocok untuk low rank coal.

4. ECE Classification
ECE membuat system klasifikasi yang dapat dipergunakan secara luas, pada tahun 1965 yang kemudian menjadi standar international.Sistem ini mengelompokkan batubara dalam class, group dan sub-group.
Coal class mempergunakan calorific value atau volatile matter sebagai patokan. Coal group mempergunakan Gray-king coke type atau maximum dilatation pada Audibert-Arnu dilatometer test sebagai patokan, sedangkan coal sub-group mempergunakan crucible swelling number dan Roga test sebagai patokan.
Sistem ini mampu menunjukkan coal rank dan potensi penggunaannya, terutama coal group dan coal sub-group yang menjelaskan perilaku batubara jika dipanaskan secara perlahan maupun secara cepat sehingga dapat memberikan gambaran kemungkinan penggunaannya. Pada tahun 1988 sistem ini dirubah dengan lebih menekankan pada pengukuran petrographic.

5. International Classification of Lignites
ISO 2960:1974 “Brown Coals and Lignites. Classification by Type on the Basis of Total Moisture content and Tar Yield”. Mengelompokkan batubara yang mempunyai heating value (moist,ash free) lebih kecil dari 5700 cal/g. Batubara dikelompokkan dalam coal class dengan patokan total moisture dan coal group dengan patokan tar yield.
Tar yield diukur dengan Gray-King Assay, dimana batubara didestilasi dan hasilnya berupa gas, air, cairan, tar dan char dilaporkan dalam persen. Tar yield mempunyai korelasi dengan hydrogen dan pengukuran ini cukup baik sebagai indicator komposisi petrographic.

Penambangan dan Pengolahan Batubara
Penambangan batubara dilakukan dengan dua metode, yaitu tambang bawah tanah dan tambang terbuka. Pemilihan metode penambangan ini berdasarkan pada unsur geologi dari endapan batubara dan pertimbangan ekonomisnya.
Batubara yang langsung diambil dari bawah tanah sering kali memiliki kandungan campuran yang tidak diinginkan seperti batu dan lumpur, dan berbentuk pecahan dengan berbagai ukuran, padahal pengguna batubara membutuhkan batubara dengan mutu yang konsisten. Oleh karena itu, dilakukan pengolahan batubara yang mengarah pada penanganan batubara untuk menjamin mutu yang konsisten dan kesesuaian dengan pengguna akhir tertentu. Pengolahan tersebut tergantung pada kandungan batubara dan tujuan penggunaannya. Batubara tersebut mungkin hanya memerlukan pemecahan sederhana atau mungkin memerlukan proses pengolahan yang kompleks untuk mengurangi kandungan campuran yang terdapat pada batubara.

Distribusi Batubara
Cara pengangkutan batubara ke tempat batubara tersebut akan digunakan tergantung pada jaraknya. Untuk jarak dekat, umumnya diangkut dengan menggunakan belt conveyor atau truk. Untuk jarak yang lebih jauh di dalam pasar dalam negeri, batubara diangkut menggunakan kereta api atau tongkang atau dengan alternatif lain dimana batubara dicampur dengan air untuk membentuk bubur batu dan diangkut melalui jaringan pipa. Sedangkan untuk pengangkutan internasional, umumnya digunakan kapal laut. Pengangkutan batubara ini dapat sangat mahal, bahkan dapat mencapai 70% dari biaya pengiriman batubara.

Penggunaan Batubara
Batubara memiliki berbagai penggunaan yang penting di seluruh dunia. Penggunaan yang paling penting adalah untuk membangkitkan tenaga listrik, produksi baja, pembuatan semen dan proses industri lainnya serta bahan bakar cair. Selain itu, batubara juga merupakan suatu bahan yang penting dalam pembuatan produk-produk tertentu seperti karbon aktif (digunakan pada saringan air dan pembersih udara serta mesin pencuci darah), serat karbon (bahan pengeras yang sangat kuat namun ringan yang digunakan pada konstruksi), dan metal silikon (digunakan untuk memproduksi silikon dan silan, yang digunakan untuk membuat pelumas, bahan kedap air, dan resin). Hasil sampingan dari batubara juga dapat digunakan untuk memproduksi beberapa produk kimia seperti minyak kreosot, naftalen, fenol, dan benzene.

Analisa Kualitas Batubara
Dalam pemanfaatannya, batubara harus diketahui terlebih dahulu kualitasnya. Hal ini dimaksudkan agar spesifikasi mesin atau peralatan yang memanfaatkan batubara sebagai bahan bakarnya sesuai dengan mutu batubara yang akan digunakan, sehingga mesin-mesin tersebut dapat berfungsi optimal dan tahan lama. Analisa yang dilakukan antara lain analisa proximate, analisa ultimate, mineral matters, physical & electrical properties, thermal properties, mechanical properties, spectroscopic properties, dan solvent properties.
Secara umum, parameter kualitas batubara yang sering digunakan adalah:
a) Kalori (Calorivic Value atau CV, satuan cal/gr atau kcal/gr)
CV merupakan indikasi kandungan nilai energi yang terdapat pada batubara, dan merepresentasikan kombinasi pembakaran dari karbon, hidrogen, nitrogen, dan sulfur.
b) Kadar kelembaban (Moisture, satuan persen)
Hasil analisis untuk kelembaban terbagi menjadi free moisture (FM) dan inherent moisture (IM). Jumlah dari keduanya disebut dengan Total Moisture (TM). Kadar kelembaban ini mempengaruhui jumlah pemakaian udara primer untuk mengeringkan batubara tersebut.
c) Zat terbang (Volatile Matter atau VM, satuan persen)
Kandungan VM mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas api. Hal ini didasarkan pada rasio atau perbandingan antara kandungan karbon (fixed carbon) dengan zat terbang, yang disebut dengan rasio bahan bakar (fuel ratio). Semakin tinggi nilai fuel ratio, maka jumlah karbon di dalam batubara yang tidak terbakar juga semakin banyak. Jika perbandingan tersebut nilainya lebih dari 1,2 maka pengapian akan kurang bagus sehingga mengakibatkan kecepatan pembakaran menurun.
d) Kadar abu (Ash content, satuan persen)
Semakin tinggi kadar abu, secara umum akan mempengaruhi tingkat pengotoran, keausan, dan korosi peralatan yang dilalui.
e) Kadar sulfur (Sulfur content, satuan persen)
Kandungan sulfur dalam batubara biasanya dinyatakan dalam Total Sulfur (TS). Kandungan sulfur ini berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terdapat pada pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah daripada titik embun sulfur. Selain itu, berpengaruh juga terhadap efektivitas penangkapan abu pada electrostatic presipitator.
f) Kadar karbon (Fixed carbon atau FC, satuan persen)
Nilai kadar karbon ini semakin bertambah seiring dengan meningkatnya kualitas batubara. Kadar karbon dan jumlah zat terbang digunakan sebagai perhitungan untuk menilai kualitas bahan bakar, yaitu berupa nilai fuel ratio.
g) Ukuran (Coal size)
Ukuran batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran maksimum 3 mm, sedangkan butir paling kasar sampai dengan ukuran 50 mm.
h) Tingkat ketergerusan (Hardgrove Grindability Index atau HGI)
Kinerja pulverizer atau mill dirancang pada nilai HGI tertentu. Untuk HGI lebih rendah, mesin harus beroperasi lebih rendah dari nilai standarnya untuk menghasilkan tingkat kehalusan yang sama.

Batubara dan Lingkungan Hidup
Konsumsi energi kita dapat memiliki dampak penting terhadap lingkungan hidup. Menekan dampak negatif dari kegiatan manusia terhadap lingkungan hidup merupakan prioritas global. Sementara batubara memberikan kontribusi yang penting bagi perkembangan ekonomi dan sosial di seluruh dunia, dampak terhadap lingkungan hidup merupakan suatu masalah.
Masalah yang berkaitan dengan batubara antara lain:
▪ Tambang batubara
Gangguan lahan, amblesan tambang, pencemaran air, serta polusi debu dan suara.
▪ Penggunaan batubara
Munculnya polutan, seperti oksida belerang dan nitrogen (SOx dan NOx), partikel dan unsur penelusuran (merkuri), emisi karbondioksida (CO2), dan emisi partikel-partikel halus (abu).
Untuk mengurangi dampak-dampak negatif tersebut, digunakanlah teknologi batubara bersih (Clean Coal Technology), yang mampu meningkatkan kinerja lingkungan batubara. Teknologi ini dapat mengurangi emisi, mengurangi limbah, dan meningkatkan jumlah energi yang diperoleh dari setiap ton batubara.
Contoh teknologi batubara bersih antara lain teknologi pembersihan dan pengolahan batubara untuk meningkatkan mutu batubara dengan menurunkan kadar belerang dan mineral. Kemudian, penggunaan electrostaric presipitator untuk menangkap emisi partikel-partikel halus. Kemudian, penggunaan FGD (flue gas desulphurization) untuk meminimalisasi emisi SOx , serta SCR (Selective Catalytic Reduction) dan SNCR (Selective Non Catalytic Reduction) untuk mengurangi emisi NOx. Selain itu, untuk mengurangi emisi SOx dan NOx juga dapat digunakan teknologi FBC (Fluidized Bed Combustion). Sedangkan teknologi untuk mengurangi emisi CO2 adalah CCS (Carbon Capture and Storage). Teknologi-teknologi tersebut selain dapat mengurangi emisi batubara, juga dapat meningkatkan efektivitas dari pembakaran batubara.

Indeks Harga Batubara
Indonesian Coal Indices incorporating assessments by Argus Media and PT Coalindo
Grade Basis Price(US$/ton)
Indonesian 6500 Kcal GAR 148.90
Indonesian 5800 Kcal GAR 126.47
Indonesian 5000 Kcal GAR 87.48
Indonesian 4200 Kcal GAR 48.83
Tabel 1. Indonesian Coal Index (ICI) 8 Agustus 2008
ICI yang selalu berubah setiap minggu ini disusun oleh PT. Coalindo Energy dan Argus Media, yang merupakan lembaga pricing dari Inggris. ICI disusun oleh panelis ahli yang terdiri dari 21 orang, dimana sebanyak delapan orang merupakan produsen batubara, delapan orang konsumen pembeli, dan lima orang broker.
Dengan adanya ICI, maka Indonesia memiliki patokan harga jual batubara untuk pasar domestik maupun pasar internasional. Selain itu, Indonesia juga jadi mampu menjadi negara yang menentukan harga batubara yang diproduksinya tanpa tergantung pada harga internasional seperti London Stock Exchange (LME), Barlow Jonker, atau Platt.
Indonesia saat ini menjadi negara eksportir batubara terbesar di dunia menggeser Australia. Saat ini Indonesia memiliki cadangan batubara mencapai 61,3 miliar ton, dimana sebanyak 6,7 miliar ton merupakan cadangan terbukti.

BAB 3

PENUTUP

3.1 Kesimpulan
- Pengklasifikasian batubara didasarkan pada derajat dan kualitas dari batubara tersebut yaitu: a) Gambut (peat), Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah. Merupakan fase awal dari proses pembentukan batubara. b) Lignite (Batubara Cokelat, ”Brown Coal”), Golongan ini sudah memperlihatkan proses selanjutnya berupa struktur kekar dan gejala pelapisan. Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya. . Batu bara ini berwarna hitam, sangat rapuh, nilai kalor rendah dengan kandungan karbon yang sangat sedikit, kandungan abu dan sulfur yang banyak. Batu bara jenis ini dijual secara eksklusif sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). c) Sub-Bituminous (Bitumen Menengah), Golongan ini memperlihatkan ciri-ciri tertentu yaitu warna yang kehitam-hitaman dan sudah mengandung lilin. Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air. d) Bituminous, Golongan ini dicirikan dengan sifat-sifat yang padat, hitam, rapuh (brittle) dengan membentuk bongkah-bongkah prismatik. Berlapis dan tidak mengeluarkan gas dan air bila dikeringkan. e) Anthracite, Golongan ini berwarna hitam, keras, kilap tinggi, dan pecahannya memperlihatkan pecahan chocoidal. Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%, terbakar lambat, dengan batasan nyala api biru (pale blue flame) dengan sedikit sekali asap.
- Rank yaitu peringkat dan derajad batubara berdasarkan proses pengubahan atau genesa batubara.peringkat batubara adalah dasar klasifikasi dari lignit ke antrasit. Peringkat batubara naik pada proses pembentukan batubara, metamorfosis menyebabkan kandungan sat terbang menurun. Peringkat batubara yang tertinggi menunjukkan metamorfosis yang lebih besar. Peringkat batubara secara umum adalah lignit, batubara sub-bitumen, batubara bitumen dan antrasit (urutan peringkat rendah keperingkat tertinggi).
Rank variety : jenis-jenis batubara berdasarkan urutan metamorfosis. Penentuan jenis-jenis batubara secara umum adalah merupakan hasil pemikiran para pakar tetapi juga dengan pertimbangan sifat-sifat kimia dan fisika.
- Derajat batubara adalah posisi batubara pada seri kualifikasi mulai dari gambut sampai antrasit. Perkembangannya sangat dipengaruhi oleh temperatur, tekanan dan waktu (Lopatin, 1971; Bostick, 1973). Banyak parameter yang telah dipergunakan untuk penentuan derajat batubara (cook, 1982), salah satu diantaranya adalah refleksi vitrinit. Cara ini belum dikenal di Indonesia, tetapi telah berkembang pesat di Amerika, JErman, Australia dan lain-lain, terutama perusahaan-perusahaan yang berkecimpung di dalam eksplorasi minyak dan gas.

3.2 Saran
>_< "

Survey on Making CE More Interesting

Display problem ? Click HERE

Recommended :
- Subscribe FREE - Chemical Engineering
- Tips on Succession in FREE Subscription

If you have successfully subscribed to FREE Chemical Engineering (CE) magazine, you should have received a note from the publisher requesting you to participate a survey in order to help in making Chemical Engineering an even more interesting and informative publication for readers . The survey contain 21 simple questions and should only take a few minutes (less than 3 minutes) to complete.

Chemical & Process Technology webblog member (FREE CE subscriber) is encouraged to participate this survey.

Why ?
Reason being
i) to provide your inputs to make Chemical Engineering and so that information can be delivered in effective manners
ii) to serve your commitment to Chemical Engineering Magazine as a free magazine subscriber
iii) to increase your "points" so that you qualify again for free Chemical Engineering during next renewal

What to do ?
You as valid FREE CE subscriber, you will receive a message similar to above image. Just click the "Start the survey" button and it will direct you to complete the 3 minutes survey.

FREE Chemical Engineering Subscription Released every month (almost) but limited ! Quick act before they are fully subscribed. Before proceed, get some tips in "Tips on Succession in FREE Subscription". If FREE CE is temporarily unavailable, please try again beginning of the month (tips). Click here to qualify your FREE Chemical Engineering !

Related Post

• Tips on Succession in FREE Subscription
• 3 Most Important & FREE Magazines That I Read...
• Non - Technical Quick References for a Chemical & Process Engineers
• R&D engineer, Academician and Student...Don't miss this !
• More You Share More You Learn
• Knowledge is Own by Everyone but Not Someone

Estimating Heat Loss from Buried Pipe

Display problem ? Click HERE

Recommended :
- Subscribe FREE - Chemical Processing
- Tips on Succession in FREE Subscription

Plant in country experience subzero ambient temperature, one of the common natural phenomenon is increased heat loss from piping to ambient lead to low temperature fluid. Low temperature fluid will results fluid characteristic change i.e. low reactivity, increased viscosity, promote freezing, crystallization, etc and subsequently lead to several problem such as low productivity, high pressure drop, blockage, scaling, fouling, etc. It is important to design plant system to minimize heat loss to ambient.

Water system at subzero may freeze and lead to blockage and potentially cause pipe damage. One of the effective and non-costly method is utilize low conductivity of soil to reduce heat to ambient by burying water pipe. This may involve a typical heat loss calculation.

Above image is a typical buried pipe in soil.
Heat loss,

Q = S x Km x (T1 - T2)

with Shape factor S

S = 2 x PI x L / Ln [ 4 z / D ]

where
Q = heat loss from pipe, W
S = Shape factor, m
Km = Average soil conductivity, W/m-K
T1 = Pipe skin temperature, degC (or K)
T2 = Soil surface temperature, degC (or K)
PI = 3.141592654
L = Buried pipe length, m
z = Distance between the ground surface and the center of the buried pipe, m
D = Outside diameter, m

Above equations are applicable when L is large compare to D and z is larger than 1.5D.

Recommended :
Subscribe FREE - Industrial Heating

Example

A 30m long 100mm diameter hot water pipe of district heating system is buried in the soil 500mm below the ground surface (from pipe center line). Ground surface exposing wind chilling is 10 degC whilst pipe pipe skin temperature is expected to be 80 degC. Determine heat loss from pipe if soil average conductivity is about 0.9 W/m-K.

Km = 0.9 W/m-K
T1 = 80 degC
T2 = 10 degC
PI = 3.141592654
L = 30 m
z = o.5 m
D = 0.1 m

L is much larger than D and z = 0.5 larger than 1.5(0.1) = 0.15
Above equations may be used.

Shape factor,

S = 2 x PI x L / Ln [ 4 z / D ]
S = 2 x PI x 30 / Ln [ 4 x 0.5 / o.1 ]
S = 62.9 m

Heat loss,

Q = S x Km x (T1 - T2)
Q = 62.9 x 0.9 x (80 - 10)
Q = 3963 W

Ref : Section 3-7, Heat Transfer A Practical Approach by Yunus A. Cengel, 2nd Ed.

**********************************

Above equations have been programmed by Ankur, a experience Chemical Engineer, share with readers of Chemical and Process Technology. You may download here.

Thanks to Ankur
Download

*If you have any useful program and would like to share within our community, please send to me.

Related Topics

• HEAT TRANSFER
  
• Therminol Reference Disk - Assist you to Optimize your Heat Transfer System
• FAYF - Heat Transfer - Useful Heat Transfer Equation
• Heat Transfer - Internal and External Flow
• FREE E-book........A Heat Transfer Textbook
• Few Tips on Energy Efficient & Recovery
• Heat Transfer Coefficient For Air-Cooled Heat Exchangers
• COLLECTION of Typical Overall Heat Transfer Coefficient (U-factor)

FREE Chemical Engineering Digital Issue for Aug 2009

Display problem ? Click HERE

FREE Chemical Engineering Digital Issue for August 2009 has been released !

Chemical Engineering has just released FREE August 2009 issue. If you are subscriber of Chemical Engineering, you should have received similar notification.

***********************

Interesting articles for this month :

FAYF - Adsorption
This one-page guide explains various adsorbent properties and provides the corresponding
equations

Viscosity: The Basics
An important concept, sometimes forgotten, is that viscosity is not a single-point measurement.
Basic concepts and terminology are reviewed and techniques for quantifying viscosity are addressed

REACH: Looking Beyond Pre-registration
The next steps to ensuring compliance are significantly more complex

Keeping Cooling Water Clean
Proper monitoring and control of water chemistry is essential

Today’s SIS: Integrated Yet Independent
Bringing process control and instrumented safety systems together while still keeping them separate provides benefits beyond risk reduction

Monitoring Air Emissions
New requirements are spurring strong demand in air pollution monitoring

***********************

TIPS
If you are subscriber, you may access previous digital releases. Learn more in "How to Access Previous Chemical Engineering Digital Issue".

If you yet to be subscriber of Chemical Engineering, requested your FREE subscription via this link (click HERE). Prior to fill-up the form, read "Tips on Succession in FREE Subscription".

Related Post

• How to Access Previous Chemical Engineering Digital Issue
• Tips on Succession in FREE Subscription
• 3 Most Important & FREE Magazines That I Read...
• Non - Technical Quick References for a Chemical & Process Engineers
• More You Share More You Learn
• Knowledge is Own by Everyone but Not Someone

Relate Heat Radiation Level and Temperature

Display problem ? Click HERE

Recommended :
- Subscribe FREE - Chemical Engineering
- Tips on Succession in FREE Subscription

Earlier post "Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold" and "Personnel Exposure Time For Heat Radiation" have discussed the heat radiation level lead to plant personnel pain and blistering threshold within an exposure time. Heat radiation design criteria for personnel exposure has been proposed for continuous and emergency exposure. Flare radiation run using software i.e. FLARESIM or calculation using Brzustowski and Sommer method, heat radiation level will be estimated and presented. For equipment, instrument, piping, painting, steel structure, etc expose to flare radiation will experienced increase temperature.

How shall a heat radiation level relates to temperature ?

Heat level (Et) at recepting location can be related to the sum of radiation heat (Er) plus convection heat (Ec).

Et = Er + Ec

For unit area (m2),

qt = qr + qc

where
qt = total heat flux at receptor (kW/m2)
qr = radiation heat flux at receptor (kW/m2)
qc = convection heat flux at receptor (kW/m2)

Radiation heat flux,

qr = sigma x (T⁴ - Ta⁴)

Convection heat flux

qc = (h / e) x (T - Ta)

where
sigma = stefan-Boltzman constant = 5.67 e -11 (kW/m2K)
h = convective heat transfer co-efficient = 0.007 (kW/m2K) at zero wind speed
e = Emissivity (0.8-0.9 for copper or rusted CS pipe, 0.1-0.2 for polished SS pipe)
T = Surface temperature (K)
Ta = Ambient temperature (K)

Therefore

qt = sigma x (T⁴ - Ta⁴) + (h / e) x (T - Ta)

If a heat radiation level is known at particular location, the corresponding temperature may be estimated using above equation.

Related Topic

• Personnel Exposure Time For Heat Radiation
• Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold
• Simplified Equation for Wind Speed Estimation At Different Height
• Estimate Wind Speed At Flare Tip At Different Height
• Assess AIV with "D/t-method" with Polynomial PWL Limit Line
• Model Fix Pressure Device in FLARENET
• Several Criteria and Constraints for Flare Network - Process
• Several Criteria and Constraints for Flare Network - Piping

Personnel Exposure Time For Heat Radiation

Display problem ? Click HERE

Recommended :
Subscribe FREE - Chemical Processing

Earlier post "Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold" has briefing discussed about the exposure time for heat radiation level which lead pain and blister threshold. Equations have been proposed in order to link between exposure time for dedicated heat radiation. Example, with heat radiation of 6.3 kW/m2 (2 000 Btu/h·ft2), the pain threshold is reached in 8 s and blistering occurs in 20 s.

Maximum allowable personnel exposure time to particular heat radiation level proposed in API RP 521 (previous revision - 1997) and API Std 521 (latest revision - May 2008) are marginally different. Detail list out as follow

Heat Radiation (kw/m2)	API Rp 521 (March 1997)	API Std 521 (May 2008)
9.45	Exposure must be limited to a few (approx. six) seconds, sufficient for escape only. May consider tower or structure provide some degree of shielding.	Required urgent emergency action. Radiation shielding and/or special protective apparel (e.g. a fire approach suit) required
6.31	Emergency actions lasting up to 1 minutes without shielding but with appropriate clothing.	Emergency actions lasting up to 30s without shielding but with appropriate clothing.
4.73	Emergency actions lasting up to several minutes without shielding but with appropriate clothing.	Emergency actions lasting 2 min to 3 min without shielding but with appropriate clothing.
1.58	personnel with appropriate clothing can be continuously exposed	personnel with appropriate clothing can be continuously exposed

Above listing shows that latest API Std 521 has more stringent requirement compare to previous revision (1997), specifically for 6.31 and 4.73 kW/m2. The maximum allowable exposure time limit have been reduced. Continuous exposure limit remain unchanged.

Emergency Exposure
Maximum allowable exposure heat radiation of 6.31 and 4.73 kW/m2 (during emergency scenario) have been used as criteria in determining sterile area, an area around flare stack which no personnel shall be around without any personnel protective apparel. For conservative design and/or expect potential increase in flaring rate in future, a limit of 4.73 kW/m2 may be used. For common design, heat radiation limit of 6.31 kW/m2 is widely used. In general, maximum allowable heat radiation of 9.46 kW/m2 will be limited at the flare stack base where personnel may access to sterile area with proper personnel protective apparel.

Continuous Exposure
For continuous exposure, operator is assumed wearing appropriate clothing in a plant. Heat radiation at any location shall be limited to 1.58 kW/m2.

Related Topic

• Heat Radiation For Pain & Blistering Threshold
• Simplified Equation for Wind Speed Estimation At Different Height
• Estimate Wind Speed At Flare Tip At Different Height
• Assess AIV with "D/t-method" with Polynomial PWL Limit Line
• Model Fix Pressure Device in FLARENET
• Several Criteria and Constraints for Flare Network - Process
• Several Criteria and Constraints for Flare Network - Piping
• Provide More than One Flare KOD in SERIES