[해외 여과 기술·분리공법 최근 기술개발 동향] ④ 대기중 오염물질 제거목적의 기체분리 미국·유럽 등 선진국, 모래여과 등 기존 여과방식 대신 정밀한 기공구조의 분리막 정수 여과처리기술 도입 증가 최근 정수 수질의 고도화·시설의 자동화·소규모화·약품 주입량의 저감화·에너지 절감에 의한 정수시설 운영의 효율화를 위해 한외여과 및 정밀여과 공정을 이용하는 정수처리기술이 선진외국에서 개발되어 활용되고 있다. 미국, 유럽 등 선진국을 중심으로 모래여과 등 기존 여과방식을 선호하는 대신 정밀한 기공구조의 분리막을 활용한 정수 여과처리기술 도입이 증가 추세에 있다. 본지는 여과·분리 기술의 엔지니어링 및 마케팅 업무 분야에 30년 이상의 경력을 가진 켄 서덜랜드(Ken Sutherland)의 여과 기술·분리공법의 최근 기술개발 동향을 6가지 기술로 분류하여 번역·정리해 게재하고 있다. 이번호에는 sedimentation 및 filtration으로 이용되는 원심분리(centrifuge) 기술에 대한 최근 개발 동향을 검토했다. [번역·정리 = 김덕연 본지 편집위원] ■ 글 싣는 순서 ■   ① 중력에 의한 침전기술, 부상법 및 스크리닝 ② 카트리지·백 필터에 의한 수처리 여과 ③ 원심분리 기술에 의한 여과 ④ 대기중 오염물질 제거목적의 기체분리 ⑤ 멤브레인을 이용한 분리기술 ⑥ 산업체 플랜트에서의 공정수 분리기술

Air 및 gas separation 분야는 liquid filtration과 비교하여 여러 관점에서 덜 주목받는 사업 분야이다. 즉, ‘dry filtration’을 나타내는 이 분야는 전체 여과 필터 시장(filtration market)의 약 15% 정도, 액상여과의  ‘wet filtration’ 규모의 1/6 수준으로 매우 작은 규모이다. 그러나 이 분야는 인간생활의 모든 활동 영역에 적용되고 있으며 일부 영역에서는 안전성과 경제성 면에서 중요한 설비로 인식되며 관련 설비의 중요성은 더욱 커지고 있다.

사용되는 설비의 형태 및 종류를 보면, 액체상 여과(liquid filtration)가 기체상 여과(air filtration)보다 더 광범위하다. 실제 gas filtration의 대부분은 하우징에 장착된 교체가 가능한 filter element를 사용함으로서 얻어진다. 한편, liquid filtration의 많은 부분은 매우 복잡한 구조의 process filter 혹은 centrifuges 장치로부터 처리되며, 처리 후 유입수의 부유성 물질이 적정수준으로 농축이 이루어진다.

그러나 gas filtration에서는 이러한 현상이 발생하지 않으며 (단 일부 backhouse 경우에는 고농축된 상태의 유입공기를 처리), 고농축상태의 gas suspension 물질은 우선적으로 사이클론(cyclone) 장치에 의해 분리 처리되기도 한다.

gas filtration은 일반적으로 1% 혹은 그보다 매우 작은 양의 부유성 고형성분 입자나 미세한 액상 물질(liquid droplets) 제거용으로 사용된다. 이들은 주로 분류(clarification)의 업무 영역이다. 반면에 오염물질이 완전히 제거된(contamination free) gas flow가 가능한 장치의 개발이 요구되고 있다. 따라서 gas filtration에서의 개발 방향엔 오염물질이 완전히 제거될 수 있는 요구사항이 점차 강조되고 있다.

분리 과정에서 분리된 물질이 가치를 가지는 경우에 분리 시스템의 효율 증가는 경제성 측면에서 핵심적 요소가 된다. 그러나 이보다 강력한 시장을 견인하는 요인으로는 대기 중 혹은 건물 내부의 공기질을 최고의 품질로 하기 위한 환경을 지속적으로 유지하는 것 외에도 개인의 건강과 안전성을 추구하는 것이 있따.

 

 이러한 air/gas filtration의 적용 분야로는 다음의 것들이 있다.
· 인공호흡장치 및 호흡용 공기정화 장치(respirators and breathing air system)
· 압축공기의 생산 공정(공기압 장치 혹은 병원용의 air system에 적용)
· 공기질이 열악한 현장의 공기배출 및 조절 장치(clean room 설비 포함)
· 빌딩의 환기설비 및 에어 컨디셔닝(sick building syndrome 방지 포함)
· 수송용 장치의 내부 공기 순환장치(버스, 기차, 항공기, 선박의 내부 환경조성 포함)
· 승용차 엔진의 공기 흡입·배출 장치(특히 디젤 엔진 경우)
· 대형 엔진 종류의 공기흡입 장치(디젤 혹은 가스엔진 경우) 및 gas turbine 용도
· 공정상의 에어 크리닝(air가 공정 유입용도 혹은 coolant인 경우)
· 공정상의 배출가스(ore roasting, heating furnace등 chemical reaction에서 발생)
· 가스 송·배출시의 습기제거장치(free of water or oil droplets)

In many respects, air and other gas filtration represent the less exciting part of the filtration business, by comparison with liquid filtration. Certainly it is much smaller: “dry” filtration makes up only around 15 % of the total filtration market, about one sixth that of “wet” filtration. However, its applications are to be found throughout almost every aspect of human endeavour, some being critical to safety or economic success, and many of which are growing in importance.

In terms of equipment types employed, a much wider range is used for liquid filtration than for gas; in fact, almost all gas filtration is achieved by means of some kind of replaceable filter element, held in an appropriate housing.
A significant proportion of liquid filtration takes place in a wide range of complex process filters or centrifuges, where the feed suspension is reasonably concentrated; there is no real equivalent to this in gas filtration(although some baghouses do handle quite concentrated feeds) - most high concentration gas suspensions are separated first in a cyclone.

It follows that most gas phase filtration is used for the removal of a small quantity  - 1% or often much less - of suspended solid particles or liquid droplets from a continuous gas flow. This is mainly a clarification duty, and the system requirement is usually that the downstream gas flow be as free from contamination as possible. One of the main themes in the development of gas phase filtration is that the requirement for freedom from contaminating material has been, and continues to be, more demanding with each passing year.

Where the separated material is valuable, then the increased efficiency is mainly a matter of process economy (i.e.reduced losses), but the driving forces are more often those of environmental protection and personal health and safety, to keep atmospheric air, and internal air, quality as high as possible.

Among the applications for air and other gas filtration are:
· respirators and breathing air systems;
· compressed air production, typically for pneumatic and hospital air systems;
· critical working atmosphere venting and control, including provision of clean rooms;
· general building ventilation and air conditioning, including prevention of “sick building syndrome”;
· vehicle cabin air filtration, including atmosphere control in buses, trains, airplanes, and passenger ships;
· mobile engine air intakes and exhausts (especially for diesel engines);
· large stationary engine air intakes, for diesel and gas engines, and especially gas
turbines, set up on-shore or mounted on offshore platforms;
· process air cleaning, where the air is to be a process input, or coolant;
· process exhausts, especially where these come from chemical reactions, such as ore roasting, or heating furnaces, i.e. where the exhausts are hot; and
· demisting of gas streams free of water or oil droplets.

기체상 여과 장치의 위와 같은 다양한 형태의 적용은 각각 독특한 특성을 가지고 있다. 예를 들면 장거리 운항의 비행기 객실 내의 공기는 병원성 바이러스 물질을 제거하는 것이 필수적으로, 이는 질병의 감염을 예방하는 것이 목적이다. 주위 공기로부터 이러한 물질의 유입을 사전 예방함과 동시에 독성물질의 배출을 저지시키는 작업공간을 마련하는 것이다.

Gas turbine에서 연소 목적으로 매우 많은 양의 대기 중 공기를 소모하는데 이때 터빈 내 부품을 보호하기 위하여 가능하면 공기 중에 미립자 물질이 함유되지 않아야 한다. 더욱이 고온의 가스를 처리하는 경우에는 방출되는 온도가 높아지므로 설계 시에 이러한 문제점을 해결하여야 한다.

Gas separation 장치의 중요성이 커지는 분야로 gas 내에 함유되어 있는 성분 중 일부를 흡착(adsorb) 혹은 파괴(destroy) 할 수 있는 필터를 사용하는 것이 있다. 이러한 복합기능의 필터는 filter medium 자체에 화학작용이 발생하는 약제를 도포(embedding)시킨 제품으로 흡착제로 활성탄(activated carbon)을 사용한 것이 가장 일반적인 형태이다. 또한 일부는 살균제 및 산화제 용도의 첨가제를 사용하기도 한다.

Each of these types of application for air or gas filtration can have their own particular features, which impact upon the separation process. Thus, it is vital to remove pathogenic viruses from airplane cabin air, especially with long-distance flights, to prevent disease transfer.

The design of working spaces must take into account the need to prevent entry of contaminants from the surrounding atmosphere, and also to prevent discharge of hazardous materials from within the space.
Gas turbines have become very large consumers of ambient air for combustion, which must be as free as possible of abrasive solid particles to protect the turbine blades. The need to be able to treat hot gases, possibly chemically active, presents major design problems, especially as the exhaust temperatures keep rising.

One application of growing importance, which particularly involves gas filtration, is the use offilters that can also adsorb or destroy one or more of the constituents of the gas. These combination filters employ a chemically active agent embedded in the filter medium material, the most common of which is activated carbon, as an adsorbent. There are also bactericidal and oxidising additives, which can make a very useful processing tool.

이미 언급한 바와 같이 가장 관심을 기울여야 하는 것으로는 air·gas filtration에서 처리용도목적에 적합한 filter element를 선정하며 적합한 housing내에 장착하는 것이다. 따라서  많은 회사들이 filter media 및 filter elements(사용되는 media에 따라 다른 형태가 된다)를 동시에 제작하고 있으며, 이러한 elements들은 자체 제작의 housing 혹은 타사 제품의 housing에 장착이 되도록 제작된다.

시장의 선두업체들(Pall, Parker-Hannifin, Donaldson, Cummins, GE 등)은 elements, housings, filter system 전체를 공급하는 반면에 Freudenberg, Kimberly-Clark, Johns-Manville 및 Ahlstrom사는 오직 대규모로 bulk media만을 주로 공급하는 업체이다.

다른 filtration 사업과 마찬가지로 gas filtration 업체 간에도 인수합병이 많이 진행되었으며 Riverside사에 의한 SPX사의 air filtration division 인수가 가장 대표적이다.

이후로 Riverside사의 Universal Air Filter를 Thomson Street 홀딩사에 매각하는 협상이 이루어졌으며 Empire Investment Holding사에 의한 Polyester Fiber사의 인수, Doughty Hansen사에 의한 Norit 인수, L D Equity사에 의한 Jacob Helm & Sons STA사의 인수 등이 이어졌다.

시스템 장치를 운전하는 회사의 인수합병으로는 △Daikin Industies에 의한 AAF사 인수 △Ashlstrom사에 의한 Fabriano사 인수 △Cemtrex사에 의한 Griffin Filter사 인수 △Stirling Group사에 의한 Universal Silencer사 인수 △Ingersoll Land사에 의한 OMI사 인수 △Nederman사에 의한 Arboga Darenth사 인수 △Superior Fibers사에 의한 Precisionaire 인수 △Mahle Filtrsysteme사에 의한 Amafilter 인수 △Donaldson 사에 의한 Western Filter 인수 등이 이루어졌다.

As has been suggested, the key to successful air or gas filtration is to select the right filter element for the job to be done, and to mount it in a proper housing. Not surprisingly, therefore, the bulk of the companies involved in this business make filter media, or the filter elements derived from the various types of media, where the elements are intended to be housed in the company’s own housings, or the housings made by others.

The market leaders (Pall, Parker-Hannifin, Donaldson, Cummins, GE, etc) are suppliers of elements, housings and filter systems using them, while Freudenberg, Kimberly-Clark, Johns-Manville and Ahlstrom are major suppliers of bulk media.

In common with other segments of the filtration business, there has been some consolidation among the companies serving the gas filtration segment. Perhaps the most significant was the sale by SPX of its SPX Air Filtration division (with well-known brand names such as Vokes-Air, Scandfilter, Atex-Filter, and Industri-Filter), to a private equity company, Riverside. This triggered Riverside’s sale of Universal Air Filter to another equity holding company, Thompson Street.

Other private equity deals have seen the purchase of Polyester Fibres by Empire Investment Holdings, of Norit by Doughty Hansen, and of Jacob Helm & Sons STA by L D Equity. The most important development for hot gas filtration has been the ceramic filter element.

Operating company purchases have seen AAF bought by Daikin Industries, Fabriano by Ahlstrom, Griffin Filters by Cemtrex, Universal Silencer from Cummins by Stirling Group (set up specifically for the purchase), OMI by Ingersoll Rand, Arboga- Darenth by Nederman, Precisionaire from Flanders by Superior Fibers, Amafilter by Mahle Filtersysteme, and Western Filter by Donaldson. The present economic situation may make cash for such purchases more difficult to find - but, at the same time, may create some bargain possibilities.

가장 일반적인 gas filter로는 원형 카트리지 및 백(cylindrical cartridge or bag) 재질이 원형 하우징에 장착되어 있는 것, 그리고 벽체 혹은 일정 챔버 내에 장착되는 flat panel 형태 필터의 2가지로 분류된다. 사용된 수량면에서 가장 일반적인 사용으로는 자동차내의 mobile engine air intake filter로서 주름형태의 filter medium을 원통형 배열로 하여 엘리먼트의 깊이만큼 주름을 깊게 만든 것이 특징이다.

Filter bag 장치는 원통형 하우징 내에 단독으로 혹은 서로 연이은 복합구조로 사용되며 또한 대형 원통형 베셀 내에 bag 자체를 수십개 배열한 구조로 되어 있다. 이러한 single 및 duplex 구조는 liquid filtration에서는 매우 일반적이나 process 및 power generation 배출용의 main filter로는 baghouse 설비(상업공정의 배출가스 및 전기발생의 연소과정에서 발생되는 air, gas로부터 입자성 dust 물질을 제거하는 air pollution control device로 1970년대 말 이후부터 사용되었다)가 이용되고 있다.

Gas flow는 bag을 통하여 외부에서 내부로 이루어지며 분리된 미립자 물질은 외부에 축적되며 이들은 압축공기의 reverse pulse에 의하여 제거된다. 현재 nonwoven media 재질을 선호하는 추세이나 woven fabric 자체도 아직은 backhouse 설비에서 핵심적인 역할을 하고 있다. 그 이유는 reverse pulse 동안 다소간의 융통성을 가지며 따라서 축적된 고형물질을 잘게 부셔 bag으로부터 제거 가능토록 하는 특성을 갖고 있기 때문이다.

Wooven에서 nonwooven 재질로의 점차적인 이동과 별도로 bag filter 장치의 주요 개발은 seamless 구조가 개발되면서 다양한 적용으로 전환되게 되었다. 또 다른 개발 제품으로는 Dupont(듀퐁)사의 HMT bag처럼 멤브레인 재질형태로 만들어지는 제품이다.

The two most common forms of gas filter are the cylindrical cartridge or bag, in a cylindrical housing, and the “flat” panel filter, mounted in a dividing wall or plenum chamber. In numerical terms, almost as commonly used must be the mobile engine air intake filter, normally in the form of a flat circular array of pleated filter medium, with pleats as deep as the thickness of the element.

The filter bag is used singly, or side-by-side in duplex formation, in cylindrical housings, or in arrays of many bags in a large cylindrical vessel as housing, in the traditional baghouse arrangement. The single or duplex form is more commonly used for liquid filtration, but the baghouse is found in many industries as the main filter for process and power generation exhausts.

The gas flow is through the bag from outside to in, so that separated solids accumulate on the outside, from which they can be blown by a reverse pulse of compressed air. Although generally giving way to nonwoven media, woven fabrics still have an important role in baghouses because of their ability to flex somewhat during the reverse pulse, and so break the accumulated cake of solids, allowing it to fall away from the bag.

Apart from the gradual move from woven to nonwoven media, the main development in bag filters has been their return to widespread use once seamless construction had been developed - there having been problems with oversize holes at the seams. Another important development for the bag filter is its availability in membrane material form - such as Du Pont’s HMT bags.

 

필터 카트리지(filter cartridge) 제품은 yarn wound, bonded fibre 혹은 pleated sheet 등 어떤 형태로 제조되는지 불구하고 미세한 여과 성능을 보유하고 있어 gas filtration 분야 filter bag 시장의 일부를 점유하고 있다. 이러한 현상은 liquid filtration과 마찬가지로 gas filtration에서도 중요한 요소가 되고 있기 때문이다.

이런 상황은 pleated cartridge의 사용에서 membrane media의 적용을 이끌어내고 있다. 카트리지 제품은 보다 섬세한 critical air filtration 적용에서 strainer 역할로 매우 많이 사용되고 있으나 수량적인 면으로는 baghouse 설비에 보다 일반적으로 사용된다.

고온배출가스(hot exhaust gas)를 필터할 수 있는 수요의 증가는 다양한 온도내성을 가지는 filter element의 개발을 가져왔다. 적용온도가 섭씨 100도 보다 낮은 경우에는 thermoplastic 소재, 즉 PTFE 재질 등의 형광 처리(fluorinated) 물질이 사용된다.

이보다 고온인 경우에는 wire mesh 재질, 특히 복합단조 구조(multi layer sintered)의 mesh 재질이 사용되며 이러한 재질은 특히 부식성을 가진 gas 혹은 마모성 부유 고형물의 처리에 사용된다.

고온가스 여과(hot gas filtration)의 가장 중요한 개발로는 ceramic filter element의 개발이다. 일반적으로 이들은 tube 형태로 한쪽은 막혀 있고, 다른 한쪽은 tube sheet로 봉합 (sealing)되어 있는 구조이다. 혁신적인 개발 제품으로는 porous tube 형태로 ceramic fibre 재질로 만들어진 media로서 현재는 단단한 candle 형태보다는 사용 시 보다 유연성을 가지는 따라서 파손에 내성을 갖는, 구조로 되어 있다.

이러한 ceramic media는 현재 고온의 분진이 많은 furnace 장치의 배출가스 처리를 위한 multi-element housing에 널리 사용된다. 이와 다른 성격의 고온가스 여과용의 개발로는 불활성의 미네랄 입자로 된 packed bed를 사용하는 제품이 있다.

이는 물의 정화용으로 사용되는 sand filter와 매우 유사하게 작용하는 것으로, moving bed system 구조가 일반적으로 사용되며 고형물질은 separation zone을 따라 이동되면서 낙하되어 배출공기 흐름(carrier gas stream) 에 의하여 제거된다.

The filter cartridge, whether yarn wound, bonded fibre (or granules), or pleated sheet in construction, has taken some of the filter bag’s share of the gas filtration market, mainly because of its ability to offer finer levels of filtration - which is a demand trend that is as important in some gas filtration applications as it has become in liquid filtration.

This trend is also leading to the use of membrane media in pleated cartridge applications. The cartridge is used quite a lot as a strainer in critical air filtration applications, especially compressed air production, but numerically is more common in baghouse uses. The growing need to be able to filter hot exhaust gases has led to the production of a range of temperature resistant filter elements.

Where the temperature is not that far above 100° C then some thermoplastic media can be used, especially the fluorinated materials such as PTFE. For higher temperatures, wire mesh is the material of choice, especially multilayer sintered mesh - although such media are also used where the gas is corrosive or the suspended solids are abrasive.

The most important development for hot gas filtration has been the ceramic filter element. Most commonly this is in the form of a tube, closed at one end, with the other end sealed into a tube sheet, from which it hangs (like an inverted candle).

Of growing importance are the media made from ceramic fibre, also as a porous tube, but now more flexible than the rigid candle and so much more resistant to fracture in use. These ceramic media are now widely used in multi-element housings, for dealing with hot, dusty furnace exhausts.

A development of a very different kind for hot gas filtration is the use of packed beds of inert mineral granules, acting in the same way as the deep sand filter used for water clarification. Moving bed systems are now quite common for this purpose, in which the filtration occurs as the solids move down through a separation zone, to be swept away by a carrier gas stream, from the base of this zone to an upper cleaning zone.

처리 용적측면에서 air filtration의 많은 부분은 빌딩 공조 시스템의 보호용으로 사용되는 panel filter 장치 및 gas turbine 등의 대형 엔진 내부에 설치되는 장치로 이루어져 있다. 이러한 것들은 주로 사각형의 프레임 구조를 가지며 filter medium은 대기 중의 혼탁한 공기 지역과 정화를 필요로 하는 지역사이의 분리용 벽체의 일정공간에 적합하도록 설치된다.

이때 사용되는 filter medium의 가장 간단한 구조로는 nonwoven material로 된 thin pad 이나 이는 공기의 흐름 용량이나 입자여과의 물량 측면에서 매우 제한적이다. 이보다는 pleated sheet material을 적층한 것, 프레임의 앞면에서 거꾸로 튀어나온 구조의 여러 개 pocket으로 된 것, 혹은 여러 개 V형의 공간으로 이루어진 V-block panel로 된 것들이 훨씬 많이 이용된다.

이러한 panel들은 작은 크기의 표준형 제품으로 손쉽게 교체가 가능하며 이들 제품은 제조사들에 의하여 HEPA, ULPA, ASHRAE 표준과 일치하는 품질 수준으로 공급된다. 이 경우의 media는 pleated material이 접힌 면의 끝단까지 전체 표면에서 효과적으로 정화 역할이 가능하도록 하는 혁신적인 기술개발로 매우 다양한 재질로 제조가 가능하다.

공조용 필터에서 괄목할 만한 것으로는 자동차 및 다른 수송수단에 다양하게 적용되는 cabin air filter가 있다. 이러한 필터는 △농사용 트랙터 기기에서 운전자에게 농토가 튀는 것을 방지하는 용도 △소형자동차에서 운전자나 승객들에게 분진가루 및 디젤유 찌꺼기들이 유입되는 것을 방지하는 용도 △비행기 객실의 폐쇄된 공간에 공기의 원활한 순환 및 박테리아·바이러스성 세균 제거용도 등에 적합하도록 개발되어 있다.

따라서 제한적이고 위험스런 공간에도 설치가 적합하도록 적절한 filtration unit의 개발이 차량 등의 설계자들에게 보다 요구된다. 즉 filter medium의 중요성은 점차 커지고 있으며 최근 중요한 개발로는 medium의 두께에 따라 density gradient를 갖는 재질의 개발로 Kimberly-Clark의 ‘Intrepid’ media 제품이 있다.

In volume terms, the greater part of air filtration is probably undertaken by the panel filters used to protect building ventilation systems, and the internals of large engines, especially gas turbines. These take the form, usually, of a rectangular frame, carrying some filter medium, which is fitted into a matching space in a dividing wall between the ambient air and the required clean zone.

The filter medium in its simplest form is a thin pad of nonwoven material, but this has only limited capacity (for air flow and particle retention), and more often takes the form of a layer of pleated sheet material, or of a set of pockets protruding backwards away from the front of the frame, or, most recently and of rapidly growing occurrence, the V-block panel formed of sets of V-shaped zones whose sides are made of smaller panels of filter media made of mini-pleats.

These panels are made to a small set of standard sizes, so that supplies are easily interchangeable, and they are offered by their manufacturer in grades matching the HEPA / ULPA and ASHRAE standards. The media are available in a wide range of materials, with much design ingenuity involved in ensuring the pleated material is effective across its total surface, even in the pinched spaces near to the folds. In the case of filtration, this drive to more efficient use of energy directly opposes the major driving force represented by the need to provide ever-finer degrees of separation.

Of special note in the context of ventilation filters is the cabin air filter, to be found everywhere nowadays in vehicles and other transportation systems. Such filters are fitted to agricultural tractors to protect the driver from soil particles, in even the cheapest automobiles, to protect the driver and passengers from pollen and diesel fuel residues, and especially in enclosed systems such as airplane cabins, through which air is circulated and where removal of bacteria and viruses is vital. Considerable ingenuity is required of the vehicle designer to fit adequate filtration units into what may be limited and awkward spaces.

The importance of the filter medium has been stressed, as the basis for successful gas filtration, and an important development here is the availability of materials with a density gradient across the thickness of the medium, even though this is quite thin, as with the “Intrepid” media from Kimberley-Clark.

필터를 통한 흐름에 따라 gas stream의 정화과정에서 pressure drop은 에너지 낭비를 나타내는데 이는 전체 시스템의 적절한 설계에 따라 해결될 수 있다. 이런 문제점은 gas turbine air intake 및 process exhaust 공정 등의 대용량 적용 시에 특히 심하다. 이러한 에너지 낭비의 경제적 평가와는 별도로 적은 에너지를 사용하려는 산업계 전체의 강한 요구가 있다.

즉, 에너지 보존의 효과적인 프로그램 개발이 새로운 재생에너지원을 개발하는 것만큼 글로벌 측면에서 중요성이 커지고 있다. 여과 공정(filtration)에서 에너지의 효과적 사용에 대한 주장은 보다 더 미세한 separation 기능을 요구하는 고객의 증가되는 요구와 상호 배치되는 면이 있다.

이러한 이분법 논리는 쉽게 해결될 수 없는 것으로 이는 filter media가 보다 효과적으로 분리기능을 갖기 위해서는 높은 pressure drop이 필요한 사실로 설명될 수 있다. 따라서 pressure drop을 최소로 하는 media의 생산에 대한 많은 개발이 이루어지고 있으며 이는 Donaldson사의 ‘Ultra-Web’, Hollingsworth&Vose사의 ‘Nanoweb’ 제품 등의 fine fibres의 표면층으로 만들어지는 membrane material에서 볼 수 있다. 이와 별도로 최근의 새로운 제품 개발에서는 ‘energy saving’ 혹은 ‘very low resistance to flow’와 같은 제품 특성을 보유하고 있다는 설명을 흔히 볼 수 있다.

The pressure drop in the gas stream as it flows through a filter represents an energy loss, which has to be made up by the overall system. This is especially true in the large volume applications, such as gas turbine air intakes and process exhausts.

Quite apart from the economic implications of this energy loss, there are strong pressures on all industrial activities to use as little energy as possible: an efficient programme of energy conservation may well be as important on the global scale as developing a new source of renewable energy.

In the case of filtration, this drive to more efficient use of energy directly opposes the major driving force represented by the need to provide ever-finer degrees of separation. 

 This dichotomy is not easily resolved, since filter media that separate more efficiently usually need higher pressure drops to do so. Much development activity is being put into the production of media with lower pressure drops, such as the membrane materials formed from a surface layer of fine fibres, such as Donaldson’s “Ultra-Web” and the “Nanoweb” media supplied by Hollingsworth & Vose. A significant number of new product announcements now include words like “energy saving” or “very low resistance to flow” .