에어 드라이어에 활성 알루미나 사용: 꼭 알아야 할 사항

‘흡착’으로 알려진 이 건조제의 주요 작용은 수분을 흡수하여 공기를 건조하게 만드는 것입니다. 공기 중에 수분 분자가 축적되면 장비에 녹이 슬거나 결빙 현상이 발생할 수 있으며, 이 두 가지 모두 위험하고 해로울 수 있습니다. 따라서 장비와 기기가 원활하게 작동할 수 있도록 이러한 분자를 제거하는 것이 매우 중요합니다.

알루미나의 활성화 과정은 매우 간단합니다. 공기 중의 수분은 지나가면서 마치 물에 젖은 걸레처럼 알루미나에 달라붙게 됩니다. 이 수분은 활성 알루미나, 공기 중으로 습기가 들어가는 것을 막는 것입니다. 쉽게 말해, 이는 체를 통해 수분을 걸러내는 것과 비슷합니다. 즉, 수분은 체에 걸러져 남고 공기는 건조한 상태로 남게 됩니다.

자, 만약 공기 건조기에 활성 알루미나를 사용할 계획이라면, 고객님께서 철저히 대비하실 수 있도록 저희가 알려드려야 할 사항이 몇 가지 있다고 확신합니다. 그럼 자세한 내용을 살펴보겠습니다! 

에어 드라이어는 어떻게 작동하나요?

산업용 공기 건조기
출처:핀터레스트

산업 현장에서 사용할 수 있는 공기 건조기에는 여러 종류가 있습니다. 이러한 공기 건조기에는 냉동식 공기 건조기, 흡습식 공기 건조기, 용해성 건조기, 막 건조기 등이 있습니다. 하지만 여기서는 흡습제식 공기 건조기의 작동 원리에 초점을 맞추어 설명하겠습니다.

흡습식 건조기는 흡습성 물질을 이용해 공기 중의 수분을 흡수합니다. 흡습제는 흡착 원리에 따라 작용하는 건조한 과립 형태입니다. 이 물질 표면의 기공은 분자간 상호작용으로 인해 특정 분자를 흡착하는 부위로 기능합니다. 이러한 물질의 흡착 능력을 ‘물리적 흡착’이라고 합니다. 실리카와 활성 알루미나(분자 체)는 산업 현장에서 흔히 사용되는 두 가지 물리적 흡착 흡습제입니다.

흡습제 건조기 내에는 하나 이상의 용기에 흡습제가 담겨 있습니다. 체, 트레이, 시트와 같은 내부 부품은 공기가 용기 내부를 순환할 수 있도록 하면서 흡습제를 제자리에 고정하거나 지지하는 역할을 합니다. 공기는 일반적으로 용기 하단에서 유입되어 상단에서 배출됩니다. 공기가 유입되어 건조되는 과정에서 흡습제는 포화 상태가 되어 수분을 흡수하는 능력이 저하됩니다. 건조 효율을 회복하기 위해, 이러한 단계에 도달하기 전에 재생 단계가 수행됩니다.

압력 변동, 압축열, 송풍기 재생은 시스템을 재생하는 데 사용되는 세 가지 메커니즘입니다. 흡습제 건조기의 종류는 사용되는 재생 메커니즘에 따라 결정됩니다.

활성 알루미나란 무엇인가요?

활성 알루미나
출처:잘론제올라이트

활성 알루미나(Activated alumina)는 미세하게 “찌그러진” 고투과성 미세구 형태를 띠고 있습니다. 그 결과, 이 물질은 다양한 업무를 수행하며. 이 제품은 건조 가스에 사용하기에 적합합니다. 기체 상태의 가스를 안전하게 이송하기 위해서는 가스의 건조성이 종종 요구됩니다. 또한 다양한 산업 분야에서 건조제로도 활용됩니다. 

활성 알루미나(Activated Alumina)는 공기 건조기에서 어떻게 작용하나요?

턱을 괴고 있는 회색 셔츠를 입은 남자
출처:Unsplash

공기 건조기의 핵심 부품인 흡착제는 반복적인 압력, 수증기 및 열 충격에 노출되어 기계적 고장 및 매체 손상이 쉽게 발생하며, 이로 인해 흡착제의 효율이 저하됩니다. 활성 알루미나를 주 흡착제로 사용하여 실리카겔을 대체함에 따라, “재생 에너지 활용” 및 기타 활동이 발생하지 않는 한, 특히 압축 강도와 액상 수분 흡수 저항성 등 여러 특성이 상당히 개선되어 높은 수준을 달성합니다. 활성 알루미나 처리, -40°C까지의 압축 공기 이슬점 안정성, 최대 2~3년의 수명 등 모든 측면이 이 기술을 통해 보장됩니다.

압축기 후단에서 나오는 압축 공기는 약간의 응축수를 포함하고 있는 일종의 과포화 압축 공기입니다. 소량의 응축수는 건조기에 거의 영향을 미치지 않습니다. 그러나 건조기 앞에 기수 분리기 및 필터가 설치되어 있지 않거나, 부적절한 원인으로 인해 상당량의 응축수가 흡착탑으로 유입될 경우, 흡착 능력이 저하되고 이슬점 온도가 급격히 상승합니다. 극한 상황에서는 흡착제가 분말로 분해될 수 있으며, 이로 인해 머플러에서 분말이 배출되고 후단 먼지 필터가 막힐 뿐만 아니라 흡착제를 교체해야 할 수도 있습니다.

흡착제는 열전도성이 없기 때문에, 흡착탑 내에 상당량의 응축수가 존재할 경우 흡착열이 흡착제의 미세공 내 액체 물에 의해 순차적으로 분산될 수 없습니다. 열이 충분히 높아지면 물이 기체로 증발하여 흡착제가 팽창하게 됩니다. 따라서 물 분리 장치는 흡착 건조기 바로 앞에 설치해야 합니다.

활성 알루미나의 주요 장점 두 가지는 암모니아, 아민 및 기타 고염기성 유기물과 같은 알칼리성 성분에 대한 뛰어난 내성과, 액체 수분이 존재하는 환경에서도 비교적 높은 내성을 보인다는 점이다. 활성 알루미나는 공급이 풍부하고 비용이 저렴하기 때문에 열회생식 건조기에 적합한 경제적인 선택지이다.

반면, 활성 알루미나에는 장쇄 중질 탄화수소(예: 공기 압축기 오일 증기)에 취약하다는 등 상당한 단점이 있는데, 이러한 물질은 표면에 축적되어 알루미나의 기공 구조를 막아 물 흡착 특성을 저하시키는 경향이 있습니다. 활성 알루미나를 사용할 때의 또 다른 단점은 재수화 후 성능이 저하된다는 점입니다. 재수화란 고온의 습기 환경에서 알루미나의 일부가 수산화알루미늄으로 변하는 과정을 말하며, 이를 ‘스팀 처리’라고 합니다.

알루미늄 수화물은 알루미늄 산화물과 달리, [...],에 필요한 높은 표면적과 투과성을 갖추지 못하고 있다. 유효 수분 흡수율. 가열식 압축 공기 건조기에서 알루미나의 비활성화는 주로 재수화 및 포화 탄화수소에 의한 오염으로 인해 발생합니다.

알루미늄 수화물은 산화알루미늄과 달리, 효과적인 수분 흡수에 필요한 높은 표면적과 투과성을 갖추지 못하고 있습니다. 가열식 압축 공기 건조기에 사용될 경우, 알루미나의 비활성화는 주로 재수화 및 포화 탄화수소에 의한 오염으로 인해 발생합니다.

사용할 수 있는 다른 흡습제

산업용 건조기 제조 공장
출처:핀터레스트

활성 알루미나 외에도 산업용 공기 건조기에 사용할 수 있는 다른 건조제가 있습니다. 

분자 체

분자 체
출처:핀터레스트

A 분자체 일정한 크기의 구멍이 뚫려 있는 투과성 물질입니다. 이 구멍의 크기는 매우 작은 분자의 크기와 비슷합니다. 그 결과, 큰 분자는 이 구멍을 통과할 수 없어 갇히게 되는 반면, 더 작은 분자는 통과할 수 있습니다. 

분자량이 가장 큰 입자는 먼저 빠져나가는 경향이 있으며, 그 뒤를 이어 분자량이 더 낮은 입자들이 빠져나오는데, 이는 분자 혼합물이 일정한 기공률을 가진 반고체 물질(체)을 통과할 때 나타나는 현상입니다. 그 결과, 이러한 분자체는 크로마토그래피에 유용하게 활용될 수 있습니다. 특정 유형의 분자체는 건조기 제조에 사용될 수 있습니다.

이러한 흡착 메커니즘은 ‘재생’이라고 하는 과정을 통해 가역적으로 이루어지지만, 실리카겔에 비해 상당히 까다롭습니다. 실리카겔은 최대 180°F의 온도에서 재생될 수 있는 반면, 분자체는 최대 550°C의 온도에서 재생될 수 있으며, 이 과정에서 포집된 수분이 방출됩니다. 

속성

  • 사료의 수분 함량은 높은 수준에서 낮은 수준까지 다양합니다.
  • 상당히 낮은 폐수 이슬점
  • 액체 물의 혼입에 대한 사소한 우려
  • 재생(열) 능력에 대한 제한은 없습니다.

알루미노실리케이트 및 실리카 겔

실리카겔
출처:핀터레스트

실리카겔은 작은 투명한 구슬이나 투명한 암석 결정 형태로, 종이 또는 린넨 주머니에 담겨 판매되는 건조제입니다. 습기로 인한 변질을 방지하기 위해 이러한 주머니는 일반적으로 시판 제품에 동봉되어 있습니다. 식품, 의류, 전자제품 등에는 모두 실리카겔 주머니가 들어 있습니다.

실리카겔은 무독성, 무취, 비부식성이기 때문에 대용량 흡습제 건조기에 낮은 에너지 비용으로 사용할 수 있습니다. 다른 흡습제에 비해 열적 및 화학적 특성이 매우 안정적입니다. 비표시형 흡착제는 일반적으로 흰색을 띠는 흡습제입니다. 논리적으로, 이 겔은 수분을 흡수한 후에도 색상이 변하지 않습니다. 자가 표시형 겔을 제조할 때는 기본 겔에 첨가제를 넣어 수분을 흡수하면 색이 변하도록 합니다. 자가 표시형 실리카겔은 현재 활성도를 시각적으로 확인할 수 있게 해줍니다.

속성

  • 필요한 폐수 이슬점을 소량으로 제공합니다.
  • 재생(열) 접근에 대한 용량이 제한적입니다.
  •  액체 물의 혼입에 대한 우려는 전혀 없습니다
  • 상당히 낮은 폐수 이슬점

공기 건조기에 활성 알루미나를 사용해야 하는 이유

종이에 글쓰기
출처:Unsplash

활성 알루미나는 다른 건조제 재료들이 더 뛰어난 흡착 용량과 다양한 추가적인 장점을 가지고 있음에도 불구하고, 일반적으로 가장 효과적인 공기 건조용 건조제로 여겨집니다. 이 물질은 다양한 독특한 특성 다른 자료에서는 찾아볼 수 없는 것들입니다. 그중 일부는 다음과 같습니다:

  1. 대량의 물을 담을 수 있는 용량: 제습식 공기 건조기용 고품질 활성 알루미나 제습제는 벌크 밀도, 표면적, 투과성 등 중요한 요소를 최적화하여 매 사이클마다 더 많은 수분을 제거할 수 있도록 합니다. 품질이 낮은 제습제는 그 특성을 최대한 발휘하지 못해 수분 흡착 능력이 부족해집니다. 흡착 용량이 낮은 활성 알루미나 제습제를 사용하면 수분이 공기 시스템으로 유입되어 녹, 냉각 현상 및 기계 고장을 유발할 수 있습니다.
  2. 비분진 작동: 흡착식 공기 건조기에서 고품질 활성 알루미나 흡착제는 마모율이 낮습니다. 저품질 활성 알루미나 흡착제에서 발생하는 분진은 배관, 밸브 및 계기류를 막을 수 있어, 이로 인해 비용이 많이 드는 수리나 교체가 필요할 수 있습니다.
  3. 장기적인 내구성: 가압 공기 건조기에서 고품질 활성 알루미나 흡착제는 장기간에 걸쳐 뛰어난 수분 흡착 능력을 발휘합니다. 활성 알루미나 제습기의 교체 주기가 길어지므로, 수명이 현저히 연장되어 비용을 절감할 수 있습니다.
  4. 신뢰할 수 있는 압축 공기 건조기의 성능: 고품질 활성 알루미나 흡착제 덕분에 압축 공기 건조기가 원활하게 작동합니다. 수분 흡착 용량, 압축 강도, 마모 손실 등은 모두 고품질 활성 알루미나 흡착제의 장점입니다. 저품질 흡착제는 시간이 지남에 따라 물리적 성능이 저하되어 압축 공기 건조기 전체의 압력이 크게 떨어질 수 있습니다. 활성 알루미나 제습제는 물리적 성능이 저하되면 반드시 교체해야 하며, 그렇지 않을 경우 압축 공기 건조기의 기능이 저하됩니다.

결론

업계에 다른 건조제가 많이 있더라도, 활성 알루미나를 선택하는 것이 가장 좋습니다. 자, 이제 여러분께는 자격을 갖춘 제조업체 및 공급업체 고객 만족도와 시장 품질 기준을 뛰어넘는 것으로 정평이 나 있는 기업입니다. 글쎄요, 그건 Jalon 귀사를 위해. 저희와 협력하시면 절대 후회하지 않으실 것임을 확신합니다. 문의하기 그리고 저희가 여러분께 저희의 역량을 증명해 보이겠습니다. 기다리고 있겠습니다!

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