폴리머(Polymer) 여과

유럽의 한 PET 수지 및 섬유 주요 생산기업은 초고품질의 폴리에스테르 화학 섬유, 필라멘트실, 다양한 분야와 산업에 쓰이는 PET 수지를 포함한 특수 중합체를 생산합니다. 배치·연속 중합 및 섬유 생산 라인을 다수 운영하며 현장에서 단량체인 다이메틸 테레프탈레이트(DMT)를 생산합니다.

이 기업의 연속 플랜트에는 중합체 용융 여과를 위해 이중 형태의 중앙 여과 체계가 갖추어져 있는데, 둘 다 Pall로부터 공급받거나 둘 다 다른 업체로부터 공급받습니다. PET 용융체에서 오염물질과 젤을 여과하는 것은 최종 제품의 품질을 보장하고 방사용 노즐의 방사팩 수명을 연장하는 데 매우 중요합니다.

이 PET 제조 기업은 중앙 여과 시스템을 운영하는데, 두 라인 중 하나는 하우징 한 개당 캔들 27개를 사용하고 다른 하나는 하우징 당 캔들 37개를 사용합니다. 각 중합체 필터 캔들은 0.96m2 (10.35ft2) 의 필터 면적을 제공합니다.

이 고객은 과거에 부채형 주름 엘리먼트 디자인을 공급하는 2개의 주요 유럽 업체와 협력했는데 한 공급업체에서 다른 업체로 바꾸었을 때 가동 수명 개선이 미미했습니다. 이러한 두 공장은 다양한 특수 PET 수지를 생산하는데, 고유 점도가 다양하며 생산 시 다른 첨가물을 사용하고 잦은 변경을 가합니다.

고객은 Pall 기술의 성능을 확인하고자 했고 이를 가장 까다로운 생산 시설에서 시험하기를 원했습니다. 시험 결과가 좋을 경우 Pall 기술을 여과 처리량과 가동 수명을 증가시키기 원하는 다른 제조 공장에도 적용할 것임을 시사했습니다.

시험이 이루어진 제조 라인은 보통 1년에 교체용 엘리먼트 3세트를 필요로 했습니다. 고객의 경험에 의하면 부채형 주름 엘리먼트의 각 세트는 1년에 중합체 약 10,000톤을 여과할 수 있었습니다.

잦은 제품 교체 때문에 가동 수명 비교가 의미가 없었기 때문에 장기(12개월) 비교를 수행하기로 계획했습니다. 목표는 다음과 같았습니다.

• 세트당 여과 가능한 폴리머의 양 증가
• 필터의 가동 수명 개선
• 매년 구입하는 세트 수 감소
• 운영 비용 감소

시스템에는 부채형 주름 유형(fan pleat type)의 필터 캔들(candle)이 장착되어 있었습니다. 연속 PET 수지 공장 중 하나에서 사용하기 위해 레이드 오버 플리트(Laid Over Pleat; LOP) 설계를 이용한 Ultipleat 폴리머 필터 캔들 2세트를 구매하였습니다.

크기와 미크론 등급이 유사한 중합체 필터 캔들 28개로 이루어진 번들을 첫 번째 라인의 기존 하우징에 맞도록 레트로핏 설계하였습니다. 필터 하우징은 그대로 유지하고 새로운 Pall 엘리먼트가 맞도록 내부 구성요소만 교체하였습니다. 각 Ultipleat 폴리머 캔들은 1.2m2 (12.92ft2)의 필터 면적을 제공하였는데 이는 기존 캔들에 비해 약 25% 증가한 면적입니다. Pall 새로운 중합체 필터 캔들의 목표는 세트당 적어도 중합체 15,000톤을 여과하는 것으로 설정되었습니다.

 Ultipleat 폴리머 캔들(candle)과 경쟁사의 엘리먼트의 비교 시험은 2017년 초에 시작되었습니다.

2019년 12월까지
Ultipleat 필터 한 세트가 폴리머 24,500톤을 여과함으로써 원래 목표를 160% 초과달성했고 경쟁사의 성능은 250% 가까이 초과달성했습니다. 세척 사이클을 25회 이상 거친 후에도 어떠한 기계적·물질적 손상 없이 현재도 계속 사용 중입니다.

2019년에 Pall은 차세대 Ultipleat Plus 캔들을 인도하였습니다. 필터 면적이 더욱 증가한 Ultipleat Plus 캔들은 Filter Media 면적이 부채형 주름 캔들(fan pleat candle)에 비해 50% 넓은 1.45m2 (15.56ft2)입니다. Ultipleat Plus 캔들은 하우징 당 캔들 37개를 사용하는 다른 생산 라인에서 사용되고 있습니다. 세트 1개가 9개월 내에 폴리머 8,600톤을 여과하였고 어떠한 문제도 없이 7회의 세척을 거쳤습니다.

• PET 수지의  품질  저하가 관찰되지 않았습니다.
• Ultipleat 캔들은 기존 세척 절차를 이용해 성공적으로 세척되었습니다.
• 매년 구매해야 하는 세트 수가 50% 감소했습니다.
• 필터 면적 증가로 가동 수명이 연장되었고 그 결과 라인 1개당 연간 예상 비용 절감액이   $50,000를  초과합니다 .

고객은 Pall의 Ultipleat 중합체 여과 캔들 기술에 만족하며 현재 설치되어 있는 모든 부채형 주름 캔들을 점차 Ultipleat 중합체 필터 캔들 기술로 교체할 계획입니다.