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有机硫去除案例

实例:某高科技半导体企业有机硫去除案例

有机硫去除设备实图

(一)案由

对于高科技厂而言,于去光阻制程常会使用含有二甲基亚砜(DMSO,Dimethyl sulfoxide, C2H6OS)之去光阻液(TOK106、ACT690),虽绝大多數业者目前都已采用冷凝吸收器进行去光阻制程排气前之预处理净化并回收,回收效率约在90%以上,且都可以符合现行行业别挥发性有机物(VOCS)之管制标准,但对于其所衍生之低浓度(<5ppm)有机惡臭污染物,碍于既有处理等级限制,无法将所有问题一并解决,其中又以二甲基硫(DMS, Dimethyl sulfide)和二甲基二硫(DMDS, Dimethyl disulfide)等含硫化合物气体最难处理,也长期造成业者许多困扰,这些含硫化合物气体不但是造成高科技业或相关园区废水厂空气污染臭味陈情的主因,同时也是使被污染之外气导引进入如半导体晶圆制造厂及TFT-LCD面板光电制造厂等高阶制程洁净室,影响产品良率之分子污染物主要來源之一。

(二)业者问题

本案为国内某科学园区废水厂,因所处理之废水含高科技业去光阻机台之DMSO 废水,因此于废水处理过程DMSO 还原而产生DMS 等还原性硫臭味,以DMS 而言,其嗅觉阈值甚低(<0.011-0.063 ppmv),大气中只要含微量(低浓度),就会产生明显的惡臭气味,若以现有空污防制设备,仅可符合相关行业别之排放标准,无法完全解决所衍生之臭味问题,业者无法完全解决制程或废水厂有机硫臭味之问题。

(三)建议技术

本案建议业者采用高效率常温触媒除臭设备,其系利用多孔性吸附剂搭配臭氧加强氧化机制,以去除及净化臭味物质。本装置尤其适用于难处理且臭味浓度在數ppb 至數十ppm 之高科技或化工或塑料产业机台或一般废水厂排放臭味气体处理,对于无机与有机臭味之净化效率相当高(95-99%),可以完全解决现有吸附技术无法解决之臭味问题。

本技术目前申请发明专利并审查当中,因此尚无法揭诸实验触媒组成類别及详尽手法,不过所建立之常温触媒濾材结合高级氧化分解流程仍可示意如图3 常温触媒除臭设备流程图所示,由送风系统将DMS 气体导入反应单元后,DMS与强氧化剂如臭氧等充分混合,经由触媒孔洞特性快速吸附,再藉由臭氧所分解之自由基与触媒上纳米级过渡金属(及其金属氧化物)催化反应,快速地完全氧化DMS 进行形成SO2、CO2 及H2O 等产物。DMS 完全氧化程序过程中为首先形成DMSO、接着形成DMSO2,最后则为SO2,在反应过程当中若提供臭氧量较少,会让氧化程度较不足,并使得产物比例改变,其主要产物则会为DMSO(高沸点且与水互溶之液体),其次为少量之DMSO2(固体)会以结晶狀吸附于触媒孔洞或表面,而极微量之SO2 产物则为最少者,如此则可大幅提升触媒吸附材之饱和吸附量由0.7 wt % (DMS)至40 wt % (DMSO)以上。

(四)控制成效

制程或废水厂产生之DMS 浓度约在200 ppb,经由本常温触媒除臭设备(图4),DMS之去除效率>95%(图5),处理后排出气体几乎没有任何異味,控制成效如预期,相当良好。

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