질소란 무엇이고 어디에 사용되나요?
21 4월, 2022
우리가 숨쉬는 공기 중 가장 큰 부분을 차지하는 기체는 산소가 아닌 질소라는 사실을 알고 계시나요? 대기의 78%를 차지하고 있는 질소에 대해 소개합니다.
2024년 7월 10일 (수)
멤브레인 질소 발생기의 모든 것
멤브레인 기술을 사용하여 질소 생산을 완벽하게 통제할 수 있다는 사실, 알고 계신가요? 주기적으로 질소가 필요한 경우, 멤브레인 질소 발생기를 매우 유용하게 사용할 수 있습니다. 질소 발생기는 크게 두 가지로, 멤브레인 발생기와 PSA(압력 스윙 흡착) 발생기가 있습니다. 아트라스콥코에서 멤브레인 질소 발생기의 작동 원리, 장점 및 단점을 알려드립니다.
멤브레인 질소 발생기는 압축 공기를 사용해 질소와 산소를 분리하여 순수한 질소를 생성하는 장치입니다. 이 장치는 주로 멤브레인 기술을 사용하여 공기 중의 산소, 수증기, 이산화탄소 등 다른 기체를 제거하고, 질소만을 통과시키는 방식으로 작동합니다.
멤브레인 질소 발생기는 화학 산업, 식품 및 음료 포장, 전자 제조, 석유 및 가스 산업 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
멤브레인 질소 발생기는 비교적 간단한 원리로 작동합니다. 핵심 장치는 고분자 섬유로 채워진 멤브레인 모듈로, 직경이 약 10cm 정도입니다. 이 모듈은 공기 중에서 질소를 분리하는 역할을 합니다.
멤브레인 질소 발생기는 비교적 간단한 원리로 작동합니다. 핵심 장치는 고분자 섬유로 채워진 멤브레인 모듈로, 직경이 약 10cm 정도입니다. 이 모듈은 공기 중에서 질소를 분리하는 역할을 합니다.
먼저, 건조하고 깨끗한 압축 공기가 멤브레인 모듈로 들어옵니다. 공기는 모듈 내부의 고분자 섬유를 통해 흐르게 되는데, 이 과정에서 공기 중의 물, 산소, 일부 아르곤이 멤브레인 섬유를 통해 빠져나가게 됩니다. 섬유를 통과하는 동안 각 분자는 서로 다른 속도로 투과됩니다. 예를 들어, 물은 가장 빠르게 투과되고, 산소는 그 다음으로 빠르게 투과됩니다. 아르곤과 질소는 느리게 투과되지만, 산소와 수분이 제거된 후에는 주로 질소만 남게 됩니다.
이 과정에서 섬유 벽을 통해 투과된 물, 산소, 아르곤 등은 '배기' 가스를 통해 외부로 배출됩니다. 이를 통해 멤브레인 내부의 과압을 방지하고 효율을 유지합니다.
멤브레인 질소 발생기의 성능을 극대화하려면, 흡입 공기가 멤브레인으로 들어가기 전에 깨끗하고 건조해야 합니다. 그렇지 않으면 얇은 섬유가 빨리 막히게 됩니다. 이를 방지하기 위해 공기 처리 장치를 설치하여 공기를 적절히 공급해야 합니다.
▲ 왼쪽부터 아트라스콥코 압축공기 필터, 드라이어
일부 멤브레인 발생기에는 필요한 필터와 건조기가 이미 내장되어 있어, 경우에 따라 추가적인 필터를 컴프레서와 질소 발생기 사이에 설치하지 않아도 됩니다. 멤브레인 섬유는 수증기를 어느 정도 처리할 수 있지만, 액체 상태의 물이 포함된 공기는 멤브레인에 악영향을 미치므로 공기에 액체 상태의 물이 포함되지 않도록 하는 것이 중요합니다. 이를 위해 발생기에 냉각 건조기와 같은 수분 분리 솔루션이 필요합니다.
흡입 공기를 철저히 처리하면 멤브레인을 보호하고, 발생기의 긴 수명을 보장할 수 있습니다. 이는 궁극적으로 질소의 순도를 유지하고 장비의 효율성을 극대화하는 데 필수적입니다.
일반적인 설치 방식은 다음과 같습니다. 공기 처리 장치가 컴프레서에서 발생기로 들어오는 공기를 깨끗하고 건조하게 만든 후, 멤브레인 모듈로 전달됩니다. 이 과정에서 물, 산소 및 기타 불순물이 제거되고, 최종적으로 높은 순도의 질소가 생성됩니다.
멤브레인 질소 발생기와 PSA(압력 스윙 흡착) 질소 발생기 중에서 선택할 때는 각 방식의 장단점을 고려해야 합니다. PSA 발생기는 일반적으로 공기 요구량이 낮아 운영 비용이 적게 듭니다. 그러나 선택은 생각보다 단순하지 않습니다.
멤브레인 발생기는 몇 가지 뚜렷한 장점이 있습니다. 첫째, 멤브레인 발생기는 작동 원리가 더 단순하여 유지보수 비용이 낮고 설치 공간이 적게 필요합니다.
또한, 멤브레인 발생기는 시동이 더 빠르고 작동 시 소음이 PSA 발생기보다 훨씬 적습니다. PSA 발생기는 각 사이클이 끝날 때 발생하는 블로우오프 소음이 있어 작업 환경에 많은 사람들이 있는 경우 멤브레인 발생기가 더 적합할 수 있습니다.
PSA 질소 발생기는 공기 요규량이 낮아 운영 비용이 적다는 장점이 있지만, 멤브레인 질소 발생기의 조용하고 간편한 작동, 작은 설치 공간은 다양한 작업 환경에서 활용이 가능하기에 더욱 매력적인 제품입니다.
이처럼 질소 발생기마다 특성이 다르기에 올바른 질소 발생기 유형을 선택하려면 발생기를 사용할 용도를 고려하고, 각 방식의 장단점을 종합적으로 평가한 후 선택하는 것이 좋습니다.
질소 발생기 | 멤브레인 | PSA |
질소 순도 |
최대 99.9% |
최대 99.999% |
효율성 |
상 |
최상 |
성능 및 온도 비교 |
고온에서 더 높음.* |
고온에서 더 낮음 |
시스템 복잡성 |
저 |
중 |
서비스 강도 |
최저 |
저 |
압력 안정성 |
안정적 |
흡입/배출 변동 |
유량 안정성 |
안정적 |
흡입/배출 변동 |
시동 속도 |
초 |
분/시간** |
수분(수증기) 민감도 |
액상 수분 없음 |
PDP 최대 8°C(일방) |
오일 민감도 |
허용되지 않음(< 0,01mg/m³) |
허용되지 않음(< 0,01mg/m³) |
소음 레벨 |
매우 낮음 |
높음(배출 피크) |
무게 |
저 |
중 |
21 4월, 2022
우리가 숨쉬는 공기 중 가장 큰 부분을 차지하는 기체는 산소가 아닌 질소라는 사실을 알고 계시나요? 대기의 78%를 차지하고 있는 질소에 대해 소개합니다.
25 4월, 2022
압력 순환 흡착은 질소 발생기 내에서 매우 높은 순도의 질소를 제공할 수 있는 기술입니다. 여기서 자세히 알아보십시오.