PSI-Polymer Systems Inc. NPE 2015 Conover, NC에서 선보일 대용량 재료 여과용 EAC(Extended-Area Continuous) 스크린 체인저(2015년 3월 23일)

PSI-Polymer Systems는 최근 세계 최대의 재료 생산업체 중 하나에 초대형 EAC(Extended Area Continuous) 스크린 체인저를 판매했습니다. 생산자는 최대 용량으로 가동할 때 1시간 이내에 전체 철도 차량을 채울 수 있는 충분한 재료를 생산할 수 있는 4피트 직경의 다이가 있는 거대한 압출기를 사용합니다. 이 때문에 가동 중지 시간은 회사에 막대한 비용이 소요되며 가동 중지 시간을 유발하는 주요 대상 중 하나로 오래된 스크린 체인저를 목표로 삼았습니다.

변화하는 시장 상황으로 인해 더 높은 순도 수준으로 필터링된 미가공 물질에 대한 수요가 발생했습니다. 예전에는 20개의 메쉬 스크린이 표준이었지만 이제는 100개의 메쉬 필터가 보편화되고 있습니다. 포장 제품의 압출기와 같은 2차 프로세서 시장의 주요 이점은 화면 교체 빈도를 최소화하고 생산량을 저하시키지 않는다는 것입니다. 그러나 1차 처리 수준에서 더 높은 여과 수준을 실행하면 자체 생산 비용이 발생합니다. 출력 속도는 5%-10%로 감소되어 더 미세한 스크린 메쉬로 인한 배압 증가를 보상합니다. 또한 더 미세한 스크린은 더 많은 불순물을 걸러내지만 오래 지속되지는 않습니다. 반응기 라인에서 스크린 수명은 압출 라인을 중단해야 하기 전에 며칠, 아마도 최대 일주일까지 떨어질 수 있습니다. 가동 중단 빈도가 증가하면 이러한 대형 라인의 생산량이 감소하고 원자로 정지를 방지하기 위해 제 시간에 라인이 가동되지 않을 실제 위험도 증가합니다.

공급업체의 구형 기계의 스크린 체인저 설계에는 심각한 문제가 있었습니다. 이 공정에는 반응기 공급 라인에서 처녀 폴리머를 펠릿화하는 과정이 포함되었습니다. 주기적으로 필터를 교체하기 위해 라인을 차단해야 했습니다. 원자로가 교체를 위해 유휴 상태인 동안 최소화된 출력이 수용 용기에 수집됩니다. 이 용기는 용량이 제한되어 있으므로 화면 교체를 완료하고 채우기 전에 기계를 다시 시작해야 합니다. 제 시간에 완료되지 않으면 원자로를 폐쇄해야 하며 청소를 위한 가동 중지 시간이 며칠 소요될 수 있으며 잠재적으로 운영자에게 $500,000에서 $1백만 달러의 비용이 들 수 있습니다.

기존 스크린 체인저의 설계가 문제라고 판단한 이 소재 생산업체는 프로세스 개선을 위해 새로운 스크린 체인저 공급업체를 찾기로 결정했습니다. 생산자는 PSI-Polymer Systems와 두 개의 주요 유럽 스크린 교체 공급업체에 접근하여 먼저 100메쉬 스크린을 통해 필터링하는 동안 지정된 생산 속도와 델타 압력을 충족하는 데 필요한 필터 면적을 계산하고 두 번째로 장비.

유럽 공급업체 중 하나는 현재 작동 중인 것보다 필터 면적이 적은 장비를 제공했습니다. 다른 하나는 프로세서가 권장되는 스크린 체인저에 맞게 대규모 건물 확장을 수행해야 하는 솔루션을 제공했습니다. PSI 혼자 깨끗한 종이 한 장으로 문제에 접근하고 기존 스크린 체인저가 670인치를 제공하는 반면² 의 온라인 필터 영역, 실제로 2,800인치² 목표를 달성하기 위해 필요했습니다.

PSI는 확장 영역 튜브 필터를 사용하는 4개의 온라인 필터 위치가 가장 공정 효율적인 접근 방식이 될 것이며 대형 수중 펠릿타이저를 재배치하는 것 외에 물리적 플랜트 수정이 필요하지 않을 것이라고 결정했습니다. 스크린 체인저는 생산을 중단하지 않고 스크린을 변경하는 연속 모드로 플랜트를 실행할 수 있는 수단을 제공하고 필요한 압력 창 내에서 더 높은 메쉬 스크린을 실행할 것입니다. 또한 PSI 설계는 스크린 교체 시 모든 공기 포함을 제거하여 스크린 교체 중에 다이 플레이트를 통과하는 공기에 의해 생성되는 규격 외 펠릿 및 스크랩을 줄이는 추가 이점을 제공합니다. 프로젝트는 진행되었고 PSI와 구매자는 긴밀하게 협력하여 이상적인 설계에 도달할 때까지 CFD(전산 유체 역학) 분석을 수행했습니다. 

여과 증가 = 재료 생산 증가

새로운 PSI EAC 스크린 체인저에는 4개의 거대한 타원형 포켓이 포함되어 있으며 각 포켓은 높이가 10" x 14"입니다. 원하는 "촛불 필터" 디자인을 사용하여 새로운 기계는 위치당 700제곱인치의 필터 면적을 가지며, 이는 더 많은 양과 더 높은 품질의 여과를 가능하게 하고 가동 중지 시간을 줄여줍니다. 스크린 체인저는 100% PLC로 제어되고 자동으로 실행되므로 작업자 개입이 거의 필요하지 않습니다.

이 특정 고객은 이전 스크린 체인저 제조업체의 즉석 교체 권장 사항을 따르는 나쁜 경험을 했습니다. 슬라이드 플레이트가 교대 작업을 완료하지 못했을 때 결과적으로 폴리머 유출 사고는 치명적이었습니다. 따라서 작업자는 라인 셧다운 없이 필터를 교체하라는 PSI의 지시에 따르기를 꺼렸고 대신 실행 시간을 최대화하고 모든 필터를 한 번에 교체하기로 결정했습니다. PSI의 EAC 스크린 체인저의 작동에 자신감을 얻은 후 PSI의 엔지니어링 관리자가 있는 공장에서 시도했습니다. 성공은 성공을 따랐고 오늘날에는 이 라인의 화면 변경을 위한 라인 종료가 필요하지 않습니다. 생산 속도가 원하는 여과 수준으로 증가했을 뿐만 아니라 주기적인 라인 중단을 제거하여 전체 수율이 눈에 띄게 향상되었습니다. 아직 보고된 문제 없이 8개월 동안 실행되었습니다.

PSI의 총책임자인 Don Macnamara는 "우리는 우리의 다양한 기술을 사용하여 이 회사에서 차이를 만들 수 있는 기회를 보았고 그것이 바로 우리가 한 일입니다."라고 말했습니다. “PSI에서 우리는 프로세스나 기계가 무엇을 필요로 하든 모든 고객의 요구를 충족할 수 있다는 것을 자랑스럽게 생각합니다. 이것은 우리가 고객을 위한 솔루션을 찾기 위해 혁신적임을 보여주는 또 하나의 예일 뿐입니다.”