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TSMC/ Facility Published

前言 文獻探討

因半導體製程不斷向前邁進、廠區產能需求日益增 濕式洗滌塔中，氣體吸收處理利用液氣接觸產生質傳
加，空氣污染防治議題蓬勃發展，環保法規日益嚴峻 原理，藉由兩相間污染物濃度差作為驅動力促使反應
等等原因，煙道排放問題逐漸成為關注焦點，為符合 機制進行。廢氣與洗滌液之吸收方式可分為物理吸收
法規新訂標準、維持社會責任及潔淨室環境品質，台 與化學吸收，物理吸收藉由物質對洗滌液溶解度，於
積公司致力於各污染物自我檢核及減量排放，期許透 接觸後溶解於洗滌液中達到分離效果；化學吸收則為
過各式改善手法，最終達到淨零排放之目標。 污染物與洗滌液接觸後同時發生化學反應，形成分子
或離子後隨著洗滌液排放去除，一般洗滌塔採用兩種
氣體吸收為空氣污染控制常見的方法之一，藉由液體 並行方式，以水為洗滌液，並加入氫氧化鈉或硫酸等
與氣體接觸使氣體中成份溶入液體達到分離效果。在 藥劑加速化學反應。目前半導體產業之無機酸鹼均多
半導體產業中，濕式洗滌塔 (Central Scrubber) 是最 以此方式 [01] 針對低濃度高風量廢氣進行處理，其設
常見應用此方法以吸收處理無機酸鹼廢氣之單元，製 計建置技術已臻成熟，且針對洗滌塔去除效率亦有部
程中所產生的廢氣透過風管收集導入洗滌塔後流經內 分研究，黃俊超等人於洗滌液中添加界面活性劑，提
部填充層，洗滌液經由循環水泵自噴嘴均勻噴灑於填 升洗滌塔內填充物表面水膜帶電量，用以提升硫酸液
充層表面保持濕潤狀態藉以提供廢氣及洗滌液充足的 滴處理效率 [02] ，Chien 等人探討不同滯留時間與液氣
反應時間及接觸面積進行質傳而達到液氣平衡狀態， 比在平行板濕式洗滌塔中對有機及無機酸的去除效率
有效達成去除廢氣中污染物目的，最後此飽含水份之 變化 [03] ，Byeon 等人利用改良式紊流濕式洗滌器，
乾淨氣體經由除霧器移除多餘水份後由排氣風車排放 模擬不同流速及液位下廢氣中氨氣及氣膠 (aerosol)
至大氣中。 粒狀污染物的處理效率 [04] 。

TSMC F6 及 F14A 共同遭遇的空污問題以酸性洗滌塔 在設計濕式洗滌塔時，雙膜理論 (two film theorem)
(SEX) 酸鹼混排及去除效率不佳為主，且受限於裝機 為最常見之理論依據 ( 圖1)，其表示在液氣接觸介面
及管路配置不佳、樓板荷重、甚至系統架構等問題， 附近之氣體與液體會分別形成氣膜及液膜，各分相薄
洗滌塔分布區域零散不易整併進行保養，無法進行硬 膜內的濃度梯度不隨時間變化，僅受擴散作用影響 [04]
體的大規模修改翻新。隨著半導體製造業空氣污染管 [05] ，當氣膜與液膜接觸介面之物質濃度不處於平衡狀
制排放標準精進加嚴，為符合未來法規條件，本文藉 態時，其濃度差便為質傳之驅動力，兩相內物質將由
由雙膜理論，透過混排來源調查、洗滌塔運轉參數最 高濃度 (p i ) 往低濃度 (C i ) 移動，最終達到平衡，其單
適化調整、水質改善實驗等方法進行氨氣去除相關性 位面積質傳通量 J 可以式⑴表示 :
探討及驗證，從末端洗滌塔尋求改善機會，在既有廠
區及洗滌塔空間限制下逐步改善出口煙道氨氣排放濃 式⑴
度及總量。
其中 C i 是液體界面濃度，C 是本體液體濃度，p i 是氣
體介面壓力，p 是本體氣體壓力，KL(m/s) 是液相質
傳係數、Kg(mol/(Pa s m^2 )) 是氣相質傳係數。

而在其氣液介面總質傳量 N 則可以式⑵表示 :

式⑵

其中 A eq 是氣液接觸介面有效面積。

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