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TSMC/ Facility Published

前言 文獻探討

1.1 研究動機 2.1 酸鹼氣體廢氣處理

半導體產業是台灣重要的產業之一，台積在世界上的 要解決空污混排問題，就必須先對工廠空污排放組成
高科技產業鏈中更是扮演舉足輕重的腳色。在經濟發 做檢測並且分析。以 12B 廠區煙囪年度檢測為例，
展的同時，民眾對空氣污染的問題也越來越關切，包 2021 年非甲烷碳氫總化合物 (NMHC) 排放量為 11.3
括早期的白煙、異味問題，到近幾年 PM2.5 議題。除 噸 / 年、氨氣排放量為 3.3 噸 / 年，約占總排放量之
了達到法定的空污標準外，我們更要秉持著「綠色製 73%。目前台積排放廢氣的系統一共分為四種，分別
造」的精神，往空污零排放的方向努力。 為酸性氣體排放 (SEX)、含氨氣體排放 (AEX)、有機氣
體排放 (VEX) 以及一般氣體排放 (GEX)。其中，酸性氣
體排放占比全廠總排放總量約 57%，其次為有機氣體
1.2 研究之重要性 排放與一般氣體排放約各佔 18%，而鹼性氣體排放僅
占 7%，因此排放至酸性排氣中的分流格外重要，比免
隨著先進製程的演進，大量新型化學品原料投入在生
讓小量污染大量。
產中，大量含有複雜成分的廢棄排放至煙囪，若沒有
在設備端定義明確的排放方式，以廠務現有的設備， 因半導體廠房之空氣污染物有低濃度高風量之特性，
無法有效的同時對酸性、鹼性及有機氣體做處理。而 [01] 在酸鹼性氣體處理上多選用濕式洗滌塔 (Central
混排的結果導致廢棄處理不完全，不僅會使工廠周遭 Scrubber)。 在 酸 性 氣 體 上 如 鹽 酸 (HCL)、 硝 酸
產生異味，造成民眾投訴檢舉，損害企業形象，也可 (HNO 3 )、硫酸 (H 2 SO 4 ) 等，透過加入液鹼的方式，如
能會使外氣空調箱 (MAU) 吸入，影響無塵室內的空 氫氧化鈉或氫氧化鈣來達到酸鹼中和的效果，鹼性氣
氣品質，造成產品的缺陷，因此空污分流的確實勢在 體則使用硫酸 (H 2 SO 4 ) 來去除削減。
必行。
[02]
而洗滌塔的設計原理是可以由 W.G. Whitman 在
1920 所提出的雙膜理論 (Two-Film Theory) 來解釋，
1.3 研究目的 該理論以數學公式對液氣兩項之間的質量傳遞行為作
出了描述，氣體分子藉由擴散穿過氣相膜再進入液相
以 12B 廠區 2017 進行的煙囪檢測結果來看，排放量
膜，最終再到液體中，如圖1 所示。
以有機性揮發物 (VOC) 及氨氣 (NH 3 ) 為最大宗，分別
為 59% 和 27%，來源主要為機台混排以及廢水混排， 在逆流式洗滌塔中 ( 圖2)，氣體由下方流入，而吸收
水污轉空污導致。本文主要探討如何管理混排問題， 液由上方流入，在洗滌塔內接觸後分別由上方和下方
降低空氣污染量。 流出，對氣體中的污染物而言，過程中應滿足質量守
恆，其方程式如下 :

式⑴

假設通過洗滌塔內流體之莫耳流率不變

式⑵

式⑶

式⑷

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