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Tech
Notes
技術專文

質，在沸石轉輪高溫環境下，會有
圖1、沸石轉輪構造圖
不穩定與競爭脫附之現象，使得部
分高沸點VOC殘留於沸石轉輪上，
造成轉輪去除效率下降，這將會是 (PANEL) MAX.40 (PANEL) 3950 (PANEL)
MAX.40
MAX.40
半導體廠運轉的一大課題，也是空
[2]
汙防治的重點 ；然而例行的轉輪
水洗，對於殘留於沸石轉輪表面之
冷卻區 脫附區
低沸點VOC物質，有相當良好的去 2070
除、清洗效能，但是對於殘留於脫
附區蜂巢孔洞結構之高沸點VOC，
則是無能為力。因此高溫熱脫附的 3950
[3]
出現 ，使得殘留之高沸點VOC，
吸附區
得以被脫附、分解，使沸石轉輪重 DIRECTION
ROTATING
新活化，去除效率也連帶能夠回 1975 1880
復，免於進行更換沸石轉輪，省下
許多時間與成本，為穩定運轉投入
(PLATE) 20
一劑強心針，符合日益嚴謹之空汙 製程氣體入口
排放法規。

圖2、VOC處理流程示意圖
文獻探討 c

Chimney 1st Heat Exchanger Thermal Oxidizer
b
現今半導體廠所使用之VOC處理
3rd Heat Exchanger
設備的沸石轉輪，早在1970年代 c 2nd Heat Exchanger
c c
就被開發提出，其中，首先提出的
Desorption Zone
是活性碳材質的轉輪，但是受限 Cooling Zone Chimney
b b
於溫度而無法擴大使用範圍。直到
Concentrated Gas a
1988年，西部技研提出的疏水性
a a
蜂窩式沸石轉輪，利用高耐熱性的
特點，可以在高溫條件下再生，對 Process Fan Pre-Filter 2nd Fan
於因為活性碳在溫度條件限制下，
無法處理的高沸點VOC，也能夠成 Decoupling Line
功脫附；可以將低濃度、大風量的
VOC廢氣濃縮5~20倍到高濃度、
小風量，進而減少運行成本，進而
實現VOC的高效處理 [4,5] 。
附後之乾淨氣體則直接排出，少數 程如 圖2。
沸石轉輪組合分為吸附區 VOC則是經過冷卻區，進到第二道
(Adsorption zone)及再生脫附區 熱交換器中預熱；如 圖2(b)所示， 然而，部分高沸點VOC在此流程
(Regeneration zone；desorption 下，無法完全被脫附處理，進而殘
第二階段之脫附程序是由與第二道
zone)，但為提升轉輪之吸附處理 留阻塞沸石轉輪 圖3 ，沸石轉輪中
熱交換器預熱後，經冷卻區處理後
能力，則常見於前二區間加一冷卻 與出口端，皆有明顯的VOC殘留情
之廢氣(約180至220℃)，使其進
區(Cooling zone or Purge zone)。 形，因此需要高溫熱脫附，可以避
入沸石轉輪之脫附區，利用高溫將
通常吸附區為較大，而脫附區及冷 免競爭脫附現象，干擾高沸點VOC
VOC濃縮、脫附下來，此時VOC濃
卻區則為兩個較小且面積相等之處 之脫附表現 圖4，為此脫附溫度建
度大約可為原始VOC之5至20倍左
[6]
理側，面積比例為10:1:1 ，如 圖1 議提升至210℃以上，有助於脫附
右，而脫附下來之VOC則可於第三
所示。 殘留之高沸點VOC，進而改善效率
階段進行溫度於700℃以上之高溫
衰減，恢復沸石轉輪脫附能力，方
VOC廢氣進入系統後，如 圖2(a)所 裂解程序，如 圖2(c)所示，最後經
能提升VOC處理設備之效能。
示，第一階段先經過疏水性沸石轉 過第二、三道熱交換器降溫後，由
輪，VOC於轉輪上進行吸附，吸 煙囪排出無VOC之氣體 [7,8] ，整體流 在吸附─濃縮─脫附過程中，縱使
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