일반기술

박막 여과 효율성을 증가시키기 위한 새로운 공정

여과 장치의 막힘 현상은 박막 여과의 주요 문제점중의 하나로서 유체 통과시 박막 저항이 증대되고 시스템의 압력 손실도 커진다. 한 대학 실험실에서 박막 막힘 현상을 방지하여 여과 효율을 개선하는 혁신적인 공정을 개발했다. 본 연구팀은 여과 시스템 제조업체나 이 기술을 산업 분야에 이전할 업체를 찾고있다.이 새로운 공정을 이용하면, 박막에 고체 잔류물이 붙거나 축적되는 것을 막을 수 있다. 따라서 박막이 최적화가 지속되어 유체 여과 과정을 유지하며, 시스템은 압력 손실 없이 계속 작동될 수 있다. 이 새로운 공정은 액체나 가스를 여과할 때, 액체에 가라앉는 유동층에 의해 여과 작용을 돕는다. 여과장치에 유입되는 유체에 의해 알갱이 입자가 유동층을 형성하면, 유체가 박막 벽에 닿아 순환한다. 유동층에 있는 알갱이 입자는 난류 흐름을 지속하면서 박막 외표면에 접촉한다. 이 마찰 운동을 통해 박막은 계속 깨끗해지고 유체가 박막 구멍을 잘 통과하게 된다.여과 장치는 다음 두 가지 유입물을 생성한다: 깨끗한 액체를 함유한 주요 유입과 고농도의 고체를 함유한 2차 유입물이다. 용도에 따라 주요 유입물은 제조 목적으로 또는 폐수일 경우엔 폐기/재활용 처리에 사용된다. 2차 유입물은 폐기/ 재활용 처리 또는 유지 목적으로 고체 입자를 신속하게 회수하는데 사용된다. 혁신적인 사항 :요즘 사용되는 여과 시스템은 모두 피막 막힘 현상이 있다. 고성능의 막힘방지 시스템에서는 세척액을 분사하는 충격력으로 박막 표면을 제거하는 방법을 쓴다. 이 방법은 여과작용을 방해하므로 사용할 수 없는 경우가 많다.이 공정을 개발한 대학은 예방적 차원에서 막힘 현상이 발생하지 않는 방법을 찾고자 했다. 이 새로운 방법은 실행하기가 쉬우며. 다용도로서 박막이나 유체 같은 기존 용도에서도 적용 가능하다. 그러나 이 방법은 접점 여과, 고속 유입 방식을 이용하는 시스템에서 주로 사용이 가능하고, 박막 막힘을 제거하기 위한 여과 방해가 없어야 하고, 예상치 않던 비용을 발생시킨다.본 여과 시스템은 다음과 같은 제조/생산 공정의 상부, 내부, 하부에 설치할 수 있다 : 고온 가스 또는 가스 여과 ; 분진을 제거한 방의 공기 정화; 소각로 또는 모든 고온 매연 ; 신속한 고체/액체 분리나 디켄테이션을 요하는 폐수 처리; 공업 액체 여과 음료수, 화학 바스, 생물학적 촉매, 제약 재료, 기계용 오일 ; 세라믹이나 고온 액체 여과를 위한 고온 박막 여과. 주요 장점:가장 큰 장점은 여과장치 자체에 관한 것으로 다음과 같다: 800°C 정도의 고온에서도 유체의 종류에 상관없이 연속 여과 가능, 최적의 여과 효능, 특히 고속 유입률에 적합함 ; 제거된 고체 입자의 농도가 높음 ; 부가적인 설비나 에너지가 필요 없음; 막힘 현상을 고려한 여러 단계의 여과 장치가 불필요함 ; 설치가 용이함; 저 비용(유동층을 형성하는 알갱이 입자만 구매) ; 가동 중 보수나 제어가 불필요함.두 번째 장점은 제시된 여과장치 환경에 관한 것이다. 예를 들어, 분진이 제거된 방을 공기 정화하려면 여러 단계의 여과장치가 필요하다. 새로운 처리 공정은 한 개의 필터만 설치해도 되므로 처음 두 세 단계의 초벌 여과 과정과 정기적인 여과지 교체 과정을 줄일 수 있다. 고온의 소각로나 제조 공정에서 발생하는 고온의 매연 처리가 크게 향상될 수 있다. 현재, 전형적인 매연 처리 방법으로는 열 교환기를 이용하여 매연을 냉각시키거나 때로 에너지를 회수하기, 백 필터 또는 전기 필터로 먼지나 고체 입자들을 제거하기, 화학 처리하여 독성을 중화시키기 등이 있다. 열 교환기와 백 필터는 막힘 현상 때문에 여러 단계가 필요하다. 새로운 공정을 이용하면, 연속적이고 효율적인 고온 여과 시스템 덕분에 처음 두 단계를 대체할 수 있게 된다. 참고. 열 회수가 필요한 경우에, 소형 열 교환기를 여과 장치 하위 단계에 설치할 수 있으며, 매연 없이 먼지나 고체 입자를 처리할 수 있다. 폐수처리를 위해서는, 효율적인 분리막 여과를 이용하여 생물학적, 물리학적 처리과정 이전/중/ 이후에 디켄테이션 시스템을 대체할 수 있으므로, 유체로부터 고체 입자를 신속하게 제거할 수 있어, 거대한 디켄테이션 저장 탱크가 없이도 연속 여과 공정이 가능하다.