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TSMC/ Facility Published

結果與分析

4.1 硝酸法之可行性驗證結果
表 2：實驗分析項目一覽表
4.1.1 反應初始溫度及實驗設計
分析項目 分析方法 分析儀器
我們在廢硫酸樣品中加入硝酸後，發現無反應現象，
反應溫度
溫度計監測 溫度計 故使用加熱板來加熱廢硫酸樣品，加熱至 90℃時，方
監測
觀察到開始有氣泡產生，顯示雙氧水分解反應啟動，
此實驗結果可用圖5( 催化劑 vs 活化能關係圖 ) 來解
酚二磺酸 分光
−
NO 3 濃度 釋，在硝酸 ( 催化劑 ) 存在條件下，活化能能階變低，
比色法 光度計
只要溫度大於 90℃時，即可突破 H 2 O 2 分解之能量障
礙，此溫度 90℃即為硝酸催化反應之初始溫度。後續
H 2 O 2 濃度 滴定法 Titrator 將以 90℃溫度為基準設計幾個操作溫度，並搭配硝酸
添加量，共設計 6 個實驗組以驗證出最佳的操作參數，
其測試結果如表3 所示。
排氣NO 2 、 氣體
NDIR法
O 2 濃度分析 分析儀
4.1.2 實驗結果分析

分析 6 組實驗之數據，雙氧水去除率均可達 99.9%
以上，而硝酸根之殘留值則隨著初始溫度的上升逐
3.2 模廠測試驗證
漸下降。其中第 5 組實驗中，初始溫度為 120℃、硝
酸添加量為 250uL，雙氧水 & 硝酸根之殘留值均為
在完成上述實驗室等級之測試後，為了進一步優化
0ppm。由此我們研判硝酸與雙氧水反應分解放熱，
測試數據以及作為成廠設計之參考等目的，我們組
樣品之溫度自原先 120℃提高至 140℃，將樣品中殘
裝一套模廠設備，並以廠區內之廢硫酸樣品進行測
留之硝酸蒸發而逸散至排氣中。為驗證此推論，我們
試。 圖4 分別為模廠設備示意圖以及現場照片，
調配含有 500ppm 硝酸根之硫酸樣品 ( 不含雙氧水 )
包含一內建攪拌器且保溫效果佳之反應器 ( 容積：
進行加熱，發現樣品中之硝酸濃度可自原先 500ppm
30Liter)、精準控溫之加熱系統、硝酸添加系統、硫
降至 40ppm( 如圖6 所示 )，確認硝酸可透過加熱方
酸傳輸系統、排氣處理系統等設備單元。
式進行去除。
綜上實驗結果，我們歸納以下之結論：適量的硝酸添
加量以及初始溫度等操作參數，確實可將雙氧水完全
分解且無殘留物，且溫度更是關鍵因子，其不僅提升
反應速率，減少藥劑添加以及反應時間、並可將未反
應之硝酸加以揮發，使硝酸之殘留降至最低。

❶硝酸催化反應：

式⑴

式⑵

❷硝酸去除機制：
圖 4：模廠設備示意圖
式⑶

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