미세 섬유 기술은 원자 수준에 가까운 물질을 조작하는 기술로, 이에 따른 고유한 현상은 새로운 적용¹을 가능케 합니다. 미세 섬유 기술을 활용하는 한 가지 방법은 미세 섬유를 산업용 공기 필트레이션 시스템의 성능 층으로 사용하는 것입니다. 미세 섬유 층을 생성하려면 전기방사 공정을 통해 직경 0.2~0.3 미크론의 매우 미세한 연속 탄성 섬유를 생성하여 필트레이션 미디어(Media) 기질에 적용합니다. 미세 섬유는 기질 표면에 매우 미세한 사이 공간을 보유하는 영구적인 망을 형성합니다. 이 망은 필터 표면에 분진, 모래 및 오염물을 포집합니다. 또한 셀룰로스, 셀룰로스/합성, 스펀본드 또는 일반 멜트 블론 필트레이션 미디어(Media)로 제작된 기존 필터보다 많은 이점을 제공합니다.
집진기용 프리미엄 미세 섬유 성능 층 필터는 일반 필트레이션 미디어(Media) 필터보다 비싸지만 미세 섬유 층 필터에 높은 가격을 지불할 만한 가치가 있다는 주장은 강력합니다. 프리미엄 미세 섬유 성능 층 필터가 가치 있는 5가지 이유는 다음과 같습니다.
1. 초기 효율과 지속 효율이 높습니다. 집진기의 주요 기능은 제조 공정에서 발생하는 배출량을 제어하고 최소화하는 것입니다. 깨끗한 새 필터는 일반적으로 분진이 쌓여 있는 필터보다 효율이 낮습니다(따라서 배출량이 더 높음). 깨끗한 상태에서 필트레이션 미디어(Media)의 표면에 있는 미세 섬유 층은 미세 섬유 층이 없는 깨끗한 필터보다 분진 파티클을 더 잘 포집합니다(그림 1 참조). 이러한 성능은 차단, 확산 및 충돌 같은 몇 가지 여과 메커니즘을 통해 실현됩니다(그림 2 참조).
하지만 초기 효율은 이점의 일부에 불과합니다. 대부분의 산업용 집진기는 필터 수명 전반에 걸쳐 필터 표면에 먼지가 쌓이는 것을 관리하기 위해 필터 클리닝 방식을 사용합니다. 필터를 클리닝할 때마다(일반적으로 역류 압축 공기에 의해) 필터 미디어(Media)에 축적된 분진을 흐트러뜨려 배출이 일어날 수 있습니다. 미세 섬유 성능 층 필터를 사용하면 포집된 분진이 필트레이션 미디어(Media) 내부가 아닌 표면에 축적되어 더 적은 펄스로도 클리닝할 수 있습니다. 펄스가 적어질수록 배출이 발생할 가능성도 줄어듭니다.
2. 필트레이션 여과지 전반에 걸친 낮은 압력 강하가 에너지를 절약합니다. 대부분의 집진기는 팬을 이용하여 분진이 가득한 공기를 오염원에서 집진기로 끌어낸 후 필트레이션 여과지로 통과시킵니다. 필트레이션 시스템을 통해 공기를 이동시키는 데 필요한 에너지(정압)에 따라 필요한 팬의 크기가 결정되며, 따라서 시스템 작동에 필요한 유효 에너지도 결정됩니다. 필터 여과지와 포집된 입자에 의해 발생하는 부압(차압)은 시스템의 전반적인 팬 에너지 요구량에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반 필트레이션 미디어(Media) 필터에서는 여과된 분진 파티클의 상당 부분이 미디어의 기공 깊숙이 유입될 수 있습니다. 이렇게 필트레이션 미디어(Media)에 심층 포집된 입자와 미세 섬유 성능 층 필트레이션 미디어로 표면에 포집된 파티클은 클리닝할 수 없습니다(그림 3 참조). 미디어(Media) 깊숙이 포집된 분진을 클리닝할 수 없는 경우, 필트레이션 미디어(Media) 전반에 걸쳐 운전 차압이 안정적으로 높아지며 에너지 수요가 증가합니다. 미세 섬유 층 미디어(Media)는 심층 포집을 줄이며 표면에 분진을 포집하기 때문에 더욱 완벽한 클리닝이 가능하며 필트레이션 미디어(Media) 전반에 걸쳐 낮은 운전 차압을 유지하여 에너지 수요를 감소시킵니다. 필트레이션 미디어(Media) 전반의 부압(차압)이 낮을수록 새 시스템을 설계하고 구성 요소를 선택할 때 전반적인 시스템 에너지 요구 사항과 팬 요구 사항이 줄어듭니다. 시스템 팬에 주파수 변조 드라이브(VFD) 제어 시스템이 있는 경우 훨씬 더 큰 에너지 절약이 가능합니다.
표면 포집
심층 포집
3. 펄스 제트 집진기에는 낮은 압축 공기 소비량이 요구됩니다. 표면 포집 미세섬유 층 미디어(Media)를 통해 또 다른 이점을 얻을 수 있습니다! 위에서 언급한 바와 같이, 필트레이션 미디어(Media)의 표면에 분진이 포집되면 심층 포집 미디어보다 훨씬 적은 압축 공기 펄스로도 클리닝할 수 있습니다(그림 4 참조). 압축 공기의 펄스가 줄어들면 전체 압축 공기 소비량이 감소하므로, 압축기에 필요한 에너지 수요와 압축기 작동 비용이 감소합니다.
미세 섬유 층 필터 클리닝
표면 포집 미세 섬유 층 필터
4. 필터 수명이 연장됩니다. 대부분의 집진기 필터는 필트레이션 미디어(Media)에 분진이 완전히 심층 포집되어 시스템에서 사용 가능한 팬으로 설게 공기 흐름에서 허용하는 수준으로 더 이상 클리닝할 수 없는 경우 수명이 다하게 됩니다. 미세 섬유 효율 층과 표면 포집 특성 때문에 미세 섬유 층 필터는 기존 필터 엘리먼트보다 훨씬 오래 사용할 수 있습니다. 필터 수명이 늘어나면 새 필터를 구매하는 횟수도 줄어들게 되므로, 시간이 지남에 따라 상당한 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 필터 수명이 길어질수록 필터를 교체하는 유지 관리 작업이 줄어들어 큰 비용이 드는 가동 중지 횟수도 감소합니다.
5. 유연하게 필터를 구성할 수 있어 문제를 해결할 수 있습니다. 미세 섬유 성능 층 미디어(Media)는 다양한 기질로 제조할 수 있으며 여러 방식으로 필터를 구성할 수 있습니다. 셀룰로스, 합성 및 스펀본드 미디어(Media) 기질에 미세 섬유 층을 적용하여 각 미디어의 성능을 향상할 수 있습니다. 이러한 기질은 미세 섬유 성능 층의 이점을 그대로 유지하면서도 정전기 방지, 온도 또는 습기에 강한 고유한 특성을 발휘합니다. 미세 섬유 성능 층 필터는 수년 동안 카트리지 필터로 제공되어 왔지만 제조업체에서는 이제 이러한 미디어(Media)를 플리츠 백과 세로 홈 필터 구성으로 제공하고 있습니다.
필터 구성이 확대되고 다양한 용도를 위한 프리미엄 미세 섬유 성능 층 필터를 사용할 수 있다는 점은 더 많은 집진기 조작자가 일반 필터를 교체하여 배출량을 줄이고 에너지를 절약하며 수익률을 개선할 수 있음을 의미합니다.
1 미국 국가 나노기술 주도전략(www.nano.gov)
