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Tech 57 58
Notes
技術專文
而影響無塵室環境。 得知丙酮及異丙醇是有機會透過化學反應進行轉化的。
• 化學濾網使用費用急劇攀升 :
短解法是於無塵室天花板安裝去除有機物化學濾網，
以過濾空氣中異丙醇及丙酮濃度。但由於業界去除有機物
化學濾網對於低沸點有機氣體處理效率有限，再加上緊縮
2005年第十五屆下水道與水環境再生研討會論文集 (
[2]
的控制規格，其結果是需增加濾網更換頻率以維持空氣品
台灣水環境再生協會)發表高科技產業含異丙醇廢水經氧化
質。其代價是每月濾網費用從1000萬/月急增至3000萬/月
轉換為丙酮之研究得知 :
。造成預算更多的支出。
半導體廠的濕式製程中使用雙氧水搭配無機酸鹼用來
從上面原因，如何能找到有效方法，降低異丙醇及丙
清洗晶圓，及用有機溶劑異丙醇作為將晶圓乾燥的最後步
酮從煙囪排出，以減少濾網費用支出，成為我們急需研究
驟;兩股廢水混合起氧化作用而轉換為丙酮之反應機會最高
並解決的問題。
。其反應方程式為 :
2. 文獻探討 ₃ ₈ + ₂ ₂ → ₃ ₆ + 2 ₂
最有效改善此空氣微汙染的方式是將目前既有現址式 2.3. 想法三、循環水水質探討 :
水洗式洗滌塔如何能更有效率將原需外排至煙囪之異丙醇
由1994年Applied Catalysis發表文章Catalytic Oxida-
與丙酮濃度，透過水洗的方式將異丙醇與丙酮溶於水中，
tion of toxic organics in supercritical water 指出，利用
[3]
降低外排濃度為研究重點。參考相關文獻探討如下 :
超純水可加速有機物氧化反應。比對現場洗滌塔供應之水
2.1. 想法一、如何降低異丙醇外排濃度 : 由亨利定律與氣 質，異丙醇+丙酮均值濃度在30~40ppm間。是否使用超
體理想方程式 純水當作循環水來源可以增加溶解效率，進一步改善煙囪
出口排放。
• 亨利定律的公式為 : 基於上述三個方向討論，得出以下基本改善方向並去
做驗證 :
� = ��
為氣體的分壓， 為亨利常數， 為溶於溶劑內的體 • 丙酮的來源與異丙醇+過氧化氫(雙氧水)+無機酸鹼混排
積莫耳濃度。 有關。
亨利定律說明氣態溶質在溶液中的溶解度與液面氣體 • 降低循環水溫度，以利異丙醇溶解於水中，降低煙囪出
的分壓呈線性關係。 口濃度。
• 使用超純水，是否可以增加異丙醇溶解於水中的溶解量
• 氣體理想方程式為 :
，降低煙囪出口濃度。
=
為大氣壓力， 為氣體體積， 為莫爾數， 為理想氣 3. 研究方法
體係數， 為溫度。
為驗證上述三個想法，分別依現況條件設計相關實驗
氣體理想方程式說明氣體的分壓與溫度成正比關係。 ，以驗證相關研究是否符合想法，應用於現場實務。
由上面定律及方程式，因線上多數機台異丙醇操作溫
度大於25度，揮發量較高，若洗滌塔使用之灑水溫度較低 3.1. 確認循環水溫度與異丙醇溶解度關係 :
，將腔體環境內之溫度低於25度，可降低異丙醇的飽和蒸
• 實驗說明：根據氣體理想方程式，異丙醇環境溫度越低
汽壓，如此可溶於水體的濃度會增高，有機會降低異丙醇
，蒸氣壓越低的原理，希望透過降低灑水水溫來降低異丙
出口濃度。
醇揮發量，同時測試在不同補水量下對異丙醇的去除能力
2.2. 想法二 、確認丙酮來源 : 。
• 實驗結果：以氣相層析儀(GC-FID)量測之有機物濃度，
由密爾溫-彭杜夫-魏雷還原反應(Meerwein–Ponn-
量測機台異丙醇出口濃度與溫度關係。
dorf–Verley) 還原反應得知 : 醛和酮在異丙醇中的溶液共
[1]
熱時，醛酮被還原為相應的醇同時將異丙醇氧化為丙酮。 • 實驗條件一：於洗滌塔投入冰水，水溫從23度降到14度
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