분진 제어 성능을 관리하는 데 필요한 3가지 요소: 노출, 효율, 배출

작성자: Chrissy Klocker, Donaldson 산업용 에어 필트레이션 부문

집진기의 성능을 평가할 때 업계에서는 대부분 필터 효율에 관해 이야기합니다. 하지만 이는 집진기 필터가 얼마나 잘 작동하는지 평가하는 요소 중 하나에 불과합니다.

벤틸레이션 시스템에서 다른 두 가지 요소인 노출 및 배출을 모니터링해야 합니다. 여기서는 각 요소가 중요한 이유와 이 요소들이 전체적인 시스템 성능을 높이기 위해 어떻게 함께 작용하는지 설명합니다.

노출

제조 공정이나 그 주변에서는 성가신 먼지의 노출에 초점을 맞춰야 합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 시설에서 생산하거나 사용하는 재료의 특성
• 직원이 해당 재료에 노출될 가능성이 있는 공정 내의 위치

자격을 갖춘 산업위생사가 시설을 감사하고, 다양한 업무 기능을 살펴보며, 직원들이 숨쉬는 공기의 샘플을 채취할 수 있습니다. 이를 통해 특정 작업을 수행하는 동안 노출되는 오염물의 평균 또는 최대 농도를 파악할 수 있습니다.

이를 검토한 후에는 시설을 감사하여 모든 비산 분진 발생원을 파악하고 벤트 후드를 올바르게 갖췄는지 평가합니다. 후드가 노출을 줄이는 효과적인 수단이 되려면 분진 발생원 근처에 효과적으로 적절하게 배치해야만 합니다. 또한 제어장치를 추가해야 하는 새로운 분진 발생 지점을 발견할 수 있습니다.

후드 위치를 결정했으면 이제 후드 크기를 고려하는 것이 중요합니다. 기존 후드가 있는 경우에는 각 벤트 후드에 충분한 제어 용량이 적용되고 있는지 또는 수정이 필요한지를 판단합니다. 집진기는 유입되는 공기만 여과할 수 있으므로, 후드가 20%의 분진을 포집하는 경우 다른 구성요소에 얼마나 더 투자하든 관계없이 시스템은 최대 20%의 성능만 발휘합니다.

다음으로는 덕트를 검사합니다. 각 후드의 먼지 또는 흄을 집진기로 전달하는 덕트가 논리적으로 연결되어 있나요? 권장 최소 이송 속도를 유지할 만큼 덕트의 크기가 적절한가요? 먼지가 덕트 설비에 안착하지 않고 집진기로 유입될 만큼 공기량이 충분한가요?

노출 제어를 고려할 때 후드 및 덕트 설계의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 집진기 성능은 후드 및 덕트 시스템이 노출 영역에서 집진기로 먼지를 얼마나 잘 포집하여 전달하는지에 따라 달라집니다.

효율

노출 영역을 살펴봤다면, 그다음으로는 필요한 집진 기술을 고려해 볼 수 있습니다. 좋은 집진기란 일관되고 예측 가능한 성능을 제공하는 집진기입니다. 즉, 예측 가능한 에너지 비용으로 일관된 공기량을 유지하면서 오염물을 효과적으로 제거해야 합니다.

집진기의 크기와 스타일은 안정적인 작동에 필수적인 클리닝 에너지와 팬에 영향을 미칩니다. 필요한 공기량과 공기를 가장 효율적으로 제공할 시스템을 확보하는 방법을 고려해야 합니다. 시스템이 설계 흐름을 유지하는 데 어려움을 겪거나 지나치게 많은 클리닝을 수행하는 경우, 새로운 기술이 필요하다는 의미일 수 있습니다.

새로운 집진기 또는 기존 집진기를 평가할 때는 필터 효율에 주의를 기울여야 합니다. 다만 새 필터의 등급에만 의존해선 안 됩니다. 예를 들어, MERV 14등급의 필터는 특정 조건에서 또는 분진이 전혀 없는 상태에서 일정 비율의 테스트 먼지를 포집한다는 의미입니다. 필터 등급은 새 차의 연비와 거의 비슷합니다. 알면 좋지만 실제 조건을 반영하는 경우는 거의 없습니다.

실제 작동 시 재생 집진기의 필터는 대개 많은 분진이 포집되었을 때 펄스 클리닝됩니다. 시간이 흐름에 따라 필터에 축적되는 분진(먼지층) 외에도 집진기로 유입되는 새로운 분진도 처리해야 합니다. 집진기가 안정적인 작동 지점에 도달하면, 여과지 표면의 분진 농도가 흡입구에 포집된 분진보다 수천 배나 높습니다.  따라서 노출 및 배출 테스트를 통해 안정적인 설정값에서 달성한 결과를 기준으로 집진기를 평가하면 벤틸레이션 시스템의 성능을 더 잘 파악할 수 있습니다.

배출

집진기를 통과하는 것은 배출구 배출로 간주됩니다. 팬이 여과된 공기를 집진기에서 배출 지점으로 끌어낸다고 가정한다면, 다음과 같은 몇 가지 질문을 더 해야 합니다. "여과되어 건물 안으로 다시 유입되거나 밖으로 배출되는 공기의 품질은 어떤가요? 공기 흐름에는 여과된 공기 외에 무엇이 있나요? 입자, 증기 또는 가스가 남아 있나요? 이러한 질문 중 문제가 되는 질문이 있나요? 어떤 추가 조치가 필요한가요?"

이러한 질문에 대해 신뢰할 수 있는 답변을 얻는 방법은 체계적인 테스트를 하는 것뿐입니다. 공기 질을 모니터링하는 기업은 스택 테스트를 수행하여 집진기의 배출구에서 배출되는 물질의 부피와 농도를 측정할 수 있습니다. 일부 시설의 경우 EPA에 따라 지속적인 배출 모니터링을 의무화하고 있습니다. 다른 시설의 경우, OSHA 및 기타 표준이 적용되어 다양한 테스트 방법과 배출량, 직원 노출 한계를 지정할 수 있습니다.

벤틸레이션 요구사항을 평가하고 배출량 한계를 파악한 후에는 집진기 또는 필터 공급업체와 상의하여 공정에 적합한 기술을 찾아야 합니다. 이러한 파트너는 분진 포집 요구사항에 따라 에너지 및 클리닝 소비가 어떻게 달라지며, 비용 및 에너지 효율적인 방식으로 배출 목표를 어떻게 달성해야 하는지 파악할 수 있도록 도와줍니다. 하나의 장비 세트로 초기 비용은 줄이고 합리적인 필터 수명을 얻을 수 있지만, 지나친 필터 크기로 인해 압축 공기와 클리닝 비용이 높아집니다. 좀 더 보수적인 크기의 집진기는 초기 비용은 높지만 필터 클리닝 빈도가 낮아 압축 공기와 에너지 소비량이 적습니다. 필터 클리닝 빈도가 낮을수록 배출구의 배출량이 감소합니다.