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TSMC/ Facility Published

前言 文獻探討

台積電於 2015 年開始使用鹽酸法進行廢硫酸之回收 2.1 鹽酸在廢硫酸中之反應機制探討
再利用，其原理是藉由加入鹽酸作為催化劑，將廢硫
酸中雙氧水加以分解去除，但衍生所含氯副產物 ( 氯 開發新世代回收處理系統之首要任務是針對鹽酸法之
氣、氯離子 ) 則可能造成後端應用設備之腐蝕、損害 反應機制進行研究及探討，了解其問題所在，找出其
以及毒氣警報等疑慮 ( 圖1 為廠內硫酸之使用、回收 解決方案及對策。
再利用流程圖 )。雖然各廠廠務、工安環保等部門花
鹽酸法是由台積電自行開發並通過專利申請，我們透過
費相當多心力，從操作參數之最佳化以及防禦措施等
專利文件(I555702號)所揭露之內容以及公司內部之技
面向進行改善，但成效有限，顯然僅是治標而不治本。
術文件，了解其反應機制(圖2)。其反應機制如下所示 :
尤其是公司大力推行綠色製造、淨零排之際，實有必
要開發一個更安全、更穩定之技術。
式⑴

式⑵

圖 2：鹽酸法之反應機制示意圖

從反應式得知，鹽酸(HCl)擔任為催化劑之角色，式⑴
說明其與雙氧水反應生成氯氣(Cl 2 )，式⑵說明氯氣
再與雙氧水反應又變回 HCl，反覆連鎖反應。不過
實際運轉時，氯氣因高溫以及本身在廢硫酸中之溶
解度較差，導致氯氣逸散至排氣中，無法再與雙氧
水反應，導致連鎖反應中斷，因此需不斷添加鹽酸，
也造成氯氣持續逸散。另外一個問題是再生硫酸有
氯離子殘留問題，因廢硫酸中含有 40~60% 的水分，
而鹽酸在水中易解離成氯離子( 解離常數 Ka 值高達
圖 1：廠內硫酸之使用、回收再利用流程圖 8
10 )，與表1 所列常見酸性化學品之解離常數相比，
−
高出許多之數量級。一但 HCl 解離成氯離子(Cl )之
形式存在，則無法生成氯氣而殘留於再生硫酸內。
綜上分析，尋找低解離性且低揮發性的催化劑方可
以解決上述問題。

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