산업용 공기 필터: 얼마나 깨끗할 수 있습니까?

Richard Farnish, CEng MIMEchE, 그리니치 대학교 Wolfson 벌크 고체 처리 기술 센터 기술 이사 | 2023년 3월 3일

일회용 응용 분야(예: 차량 또는 HEPA)에 통합된 공기 필터는 매우 간단한 작동 요구 사항을 갖습니다. 즉, 특정 입자 차단 값에서 입자를 포착하고 돌파를 방지하는 것입니다. 대조적으로, 대부분의 산업 공정 플랜트의 필터는 입자를 주어진 크기로 차단해야 할 뿐만 아니라 포착된 물질을 제거하고 필터가 허용 가능한 크기로 돌아가도록 하는 통합 공정의 일부이기도 합니다. "깨끗한"(즉, 낮은 압력 강하) 상태. 물론 이러한 포집과 제거의 순환은 필터의 포집 효율성이나 수명 주기 기간의 저하를 최소화하면서 계속될 것으로 예상됩니다.

역방향 제트 세척 시스템은 많은 공급업체의 여과 장비에 널리 적용되고 있으며 필터 매체에서 입자를 제거하는 효과적인 수단을 제공할 수 있습니다. 그러나 제공되는 장비의 품질과 사용되는 제어 방법은 상당히 다를 수 있으며, 대부분의 경우 이는 작업에 할당된 예산에 정비례합니다. 그 결과 해당 시스템의 청소 효율성과 에너지 소비(압축 공기 소비 형태)도 크게 달라집니다.

많은 설치 설계의 기본은 처리되는 공기량에 대한 지식과 함께 필요한 전체 필터를 지정하는 공칭 최소 면속도에 초점을 맞추고 있습니다. 이러한 점에서 필요한 표면적은 종종 주름진 카트리지를 사용하여 전달되며, 이 카트리지의 컴팩트함은 필터 하우징의 크기를 최소화합니다. 일반적으로 역제트 펄스 시스템은 필터에 대해 "깨끗한" 상태를 달성할 수 있는 입자 제거 메커니즘을 제공하기 위해 많은 공장에서 발견됩니다. 다시 말하지만, 레이아웃과 세부 디자인은 기술적 품질 면에서 상당히 다양하다는 것을 알 수 있습니다. 또한 펄스 압력 선택은 일반적으로 세척 효율성이 부적절하다고 판단되는 경우 작동 수준에서 쉽게 무시할 수 있는 "경험 법칙"을 기반으로 합니다.

그러나 벌크 자재 취급의 여러 측면과 마찬가지로 공기 압력이 좋으면 더 많은 개선이 있어야 한다는 잘못된 가정이 정기적으로 발생하는 것으로 밝혀졌습니다. 주름진 필터 카트리지(기본적으로 견고한 구조)의 청소 능력은 양말 필터(유연한 구조)의 청소 능력과 동일하지 않습니다. 후자의 경우 환자 내부에 작용하는 펄스에 대한 반응으로 인한 팽창과 급격한 감속이 입자 분리 메커니즘입니다. 이는 구조적으로 견고한 주름형 필터에서는 분명히 불가능하며, 이 점에서 가스 펄스는 공기/에너지가 주름형 구조의 내부면에 도입될 수 있는 수단으로 간주될 수 있습니다. 그 결과 입자의 이탈은 짧은 지속 시간/고에너지 가스 퍼지(즉, 필터의 내부 공극과 경로의 미로에서 입자를 끌어내거나 불어내는 것)로 간주될 수 있습니다. 이러한 점에서, 필터 매체를 통해 유한한 공기 흐름이 달성될 수 있다는 것은 논리적입니다(최근 연구 조사에서 밝혀진 개념). 이러한 점에서, 필터 내부에 국한된 최적의 순간 압력 조건이 존재할 것으로 예상할 수 있으며, 주어진 필터 구조에 대해 임계 압력 범위를 초과하는 압력의 증가는 필터에 소비되는 에너지의 증가에 대한 대가로 세척 이점을 거의 또는 전혀 가져오지 않습니다. 프로세스.

결론적으로, 미립자 여과 시스템의 과학과 기술은 업계에서 벌크 고체를 처리하는 모범 사례를 적용하는 데 있어 여전히 발전 단계에 있습니다. 많은 시스템이 설계된 대로 작동하고 과도한 문제를 일으키지 않지만, 성능이 저하되어 정기적인 개입이 필요한 시스템도 많이 있습니다. 여과 장치가 직접적으로 효율성이나 이윤을 창출하지 못한다는 잘못된 인식이 한계 시스템 설치를 초래하는 "가치 공학" 활동의 이면에 있다고 주장할 수 있습니다.