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KSB ISO 8573-1 오염물질 규격 및 이해

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KS B ISO 8573-1은 "압축 공기 — 제1부: 오염 물질과 순도 등급"에 관한 대한민국 국가표준입니다. 국제표준 ISO 8573-1을 기반으로 제정되었으며, 산업 현장에서 사용하는 압축공기(Compressed Air)의 품질을 평가하는 핵심 규격입니다.

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압축공기에 포함된 입자(Particulate), 수분(Moisture/Water), 오일(Oil)의 3대 오염 물질에 대한 기준치를 등급화하여 제공합니다.

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1. 고체입자 제거 수단은 압축공기 Filter 입니다.

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필터 메카니즘은 채의 원리(Sieving), 관성충돌(Inertia Impact), 차단(Interception), 확산(Diffusion) 등이 있는데, 0.5 ㎛이하의 입자 제거에는 확산 메카니즘 원리로 제거합니다. '확산'은 필터 매질(Fiber)이 결정적이기 때문에 1 ㎛이하의 필터 선정 시 신중해야만 합니다.

현장에서 흔히 보는 오류가 있는데, 그것은 필터가 수분과 Oil 을 99% 이상을 제거한다는 것입니다.

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필터 메카니즘으로는 수분과 Oil 을 제거할 수 없습니다.

단지, 세퍼레이터 메카니즘에 의해 이미 응축된 물과 Oil 의 일부가 필터에서 제거될 뿐 입니다. 이것을 필터메카니즘에 의해 제거되는 것으로 오해하는 것입니다.

그러나, 코얼레싱(Coalescing) 메커니즘을 응용하면 에어로졸(1/1000~1 ㎛)상태의 물과 Oil 을

제거할 수 있습니다.

그런데 이름만 코얼레싱인 것이 많기 때문에 신중한 선택이 필요합니다.

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2. 수분제거 수단은 Air Dryer 입니다.

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Air Dryer 는 압축공기를 차갑게 냉각시켜 수분을 응축시켜 제거하는 냉동시스템에 의한 냉동식과 물분자와 흡착제간의 확산에 의해 수분을 분자상태로 제거하는 흡착식이 있습니다.

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‘물분자(Water Molecule)가 +/-극성을 갖고 있다’는 것이 수분제거의 핵심입니다. 공기를 압축하면 흡입한 공기(N , O )와 함께 H O 도 밀도가 크게 증가합니다. 그러면, +/-극성을 갖는 H2O 들끼리 결합(수소결합)할 확률이 높아집니다. 이것 때문에 압축공기에 많은 물이 발생되는 것입니다.

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그런데 이런 압축공기를 차갑게 냉각시키면, 분자의 운동량이 줄어 체적이 감소되므로 밀도가 증가하여 더욱 많은 물분자들이 수소결합을 하게 되므로 더욱 더 많은 물이 응축, 이것이 냉동식 Air Dryer 입니다.

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SL Systems +/-극성을 갖는 H2O 분자와 +/-극성을 갖는 흡착제(활성알루미나 Al2O3, 4A 모라큘라시브) 사이에는 농도가 같아지려는 확산 현상이 활발하게 일어납니다. 이것이 흡착/탈착(Adsorption/Desorption) 이며 흡착식 Air Dryer 입니다.

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흡착식 Air Dryer 는 보통 2 개의 흡착제(Desiccant) Tower 를 갖고, 흡착과 탈착을 교대로 반복하면서 제습을 수행합니다.

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흡착제는 H2O 분자의 확산 현상이 일어나므로 아주 섬세한 물질로 간주할 필요가 있습니다. 그러므로 흡착식 Air Dryer 단독으로 사용하면, 그 효율성이 오래 가지 못할 확률이 많습니다. 제대로 된 냉동식 Air Dryer 와 조합할 것을 권장합니다.

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참고로 용해식(Deliquescent) Air Dryer 가 있는데, 용해제가 +/-극성을 갖는 H2O 분자와 활발하게 결합해야 하므로 반드시 최외곽전자를 내놓기 쉬운 알칼리금속(1 족원소)이나 알칼리토금속(2 족원소)과 할로겐족(17 족 원소)으로 구성되어야만 합니다. 그러므로 용해제가 물에 녹은 액체는 이온상태가 많을 것이므로 문제를 일으킬 소지를 갖습니다.

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3. 오일 제거는 냉동식 Air Dryer, 고성능의 코얼레싱필터(특수 Filter Fiber 사용), 활성탄 등으로 합니다.

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Oil-Free Air Compressor 를 설치한 곳에서는 오일 문제는 거의 없다고 봐도 좋을 것 같습니다.

활성탄을 사용할 경우에는 특별히 조심해야 할 사항이 있습니다. 즉, 활성탄은 탄소로 구성된 +/-극성이 없는 무극성 흡착제이기 때문에 무극성의 유기화합물(오일, 냄새 등)을 흡착할 때 사용됩니다.

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그런데, 활성탄에 흡착된 유기화합물이 수분이 많고, 온도도 적당하면 각종 세균/바이러스가 성장할 수 있는 아주 좋은 환경을 만들 수 있다는 사실입니다. 그러므로 활성탄은 수분이 거의 제거된 아주 건조한 위치에 설치되는 것이 바람직합니다.

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