TWM611349U - 製程廢氣洗滌裝置 - Google Patents
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Abstract
本創作係為一種製程廢氣洗滌裝置，其係利用改變吸收液的供液方式，如此可在相同的用水量下使用較乾淨的洗滌液來吸附廢氣中的污染物，有效提昇廢氣中污染物的去除效率。
Description
本創作係關於一種裝置，特別是一種用於製程廢氣洗滌裝置，提供第一液體或/及第三液體噴灑至該第一過濾裝置或/及該第二過濾裝置，利用吸附原理的最佳化方式，有效提昇廢氣中污染物的去除效率。
因應工廠製程提升以及製造速度等考量，目前許多半導體清洗機台逐漸採用單晶圓清洗機(Single wafer cleaner)來取代傳統的濕式工作台(Wet Bench)，但單晶圓清洗機伴隨而來的問題是混合廢氣(酸氣、鹼氣、有機氣體…)難以分離的問題，此混合廢氣的問題不僅產生於半導體業，在其它產業亦有同樣的混合廢氣問題。
而揮發性有機氣體污染物或稱揮發性有機物（Volatile Organic Compounds, VOCs），係指在一大氣壓下，沸點在250℃以下之有機化合物之空氣污染物總稱，其所造成的環境污染問題，廣泛地存在於各類型工業中。
在高科技產業中，尤其是半導體製造業及光電業中，因產品製造所產生之揮發性有機物主要來源為光阻劑、顯影液與清洗液，而主要有機物種以丙酮(Acetone)、異丙酮(IPA)、丙二醇單甲基醚(PGME)、乙酸丙二醇單甲基醚酯(PGMEA)、二甲基亞碸(DMSO)、乙醇胺(MEA)、氮-甲基2-四氫吡咯酮(NMP)、二乙二醇單丁醚(BDG)、四甲基氫氧化銨(TMAH)等成份為多數，其有機廢氣通常具有中低濃度(＜500ppm)、中高風量之特性。
傳統的移除 VOCs 的技術主要分為冷凝法、吸附法、洗滌法、焚燒法以及生物處理技術等五種方法，其中：
冷凝法多用於高濃度、成分單純且具回收價值之 VOCs廢棄處理，冷凝法的優點為處理成本較低，缺點為需於高濃度(濃度需高於5,000ppm)時操作方具一定之效益，且設置及操作成本偏高，因此一般僅應用於高濃度且具回收價值之揮發性有機物，應用較為侷限。
吸附法主要利用高孔隙率、高比表面積之吸附劑，藉由物理性吸附（可逆反應）或化學性鍵結（不可逆反應）作用，將VOCs氣體分子自廢氣中分離，以達成淨化廢氣之目的，吸附法的優點為可創造極高的去除效率，缺點是需時常更換或添加吸收劑或材料，維護成本高且有二次污染問題，且隨著氣體污染物濃度越高，所花費的成本也會不斷升高。
洗滌法利用污染物在水中之溶解度特性，將VOCs 自廢氣中分離去除之技術，洗滌法可分為化學洗滌（化學反應）與物理洗滌（溶解度）二類，VOCs種類極多，不同成份的VOC於水中的溶解度皆不相同，對於較不具溶解度之VOCs，通常採用化學洗滌法，於水中須添加過錳酸鉀、次氯酸或過氧化氫等氧化劑，以增加去除效率，然後化學洗滌法則需時常添加化學藥劑，並有二次污染物之問題，而對於溶解度較佳之VOCs，即可使用物理吸收法，以不添加化學藥劑之水溶液做為去除有機污染物之方法，使物理吸收法為成本相對較低之有機污染物去除法。
焚化法係利用氧化過程將VOCs廢氣轉換成無害之CO
2與H
2O，然後卻是各方法中運轉成本最高之方法，考量規模、熱值與廢熱回收設備等需謹慎評估成本與設計。
生物處理技術，是藉由微生物的分解、氧化、轉化等機制，將汙染物分解成無害之無機物，優點為二次污染問題較少且運轉成本較低，但缺點為佔地面積最大且初設成本昂貴，在國內電子產業因佔地面積等問題而較少採用。
如前所述之主要高科技產業使用之有機物種，如丙酮(Acetone)、異丙酮(IPA)、丙二醇單甲基醚(PGME)、乙酸丙二醇單甲基醚酯(PGMEA)、二甲基亞碸(DMSO)、乙醇胺(MEA)、氮-甲基2-四氫吡咯酮(NMP)、二乙二醇單丁醚(BDG)、四甲基氫氧化銨(TMAH)等成份，皆具備一定程度之水溶性，可使用洗滌法加以去除，因此於處理這類特定且大量的揮發性有機污染物使用時，洗滌法可成為適合的廢氣去除手段。
為解決混合廢氣的問題，目前多導入洗滌裝置來處理廢氣中污染物(酸、鹼、有機物質)，而先前技術對於酸氣、鹼氣污染物已有不錯的去除效率，但對於有機氣體的去除效率卻一直未能達到良好之效果，在單晶圓清洗機上，尤其以異丙醇(IPA)的去除為主要的有機物標的，但其去除效率卻一直未能達到良好之效果。
為此，為了改善異丙醇(IPA)等有機物之去除效率，如何製作出一種高效率之廢氣洗滌裝置，以達於廢氣中污染物更佳去除效率，為本領域技術人員所欲解決的問題。
本創作之一目的，在於提供一種製程廢氣洗滌裝置，其係利用一第一過濾裝置或者使用第一過濾裝置與第二過濾裝置設置於腔體內以過濾氣體，透過噴灑裝置提供第一液體或/及第三液體連續洗滌製程廢氣中之污染物質，，可有效達到提升去除汙染物質效率之功效，其中，該第一液體係指本裝置外部提供之洗滌水源，亦即尚未使用於污染去除使用之水源，該第一液體係為純水、自來水、回收水等不同水質之液體，該第一液體之水質越乾淨，即代表水中原本所含之污染物越少，可去除廢氣中之污染物吸收量即越多，但為成本考量，使用者可選擇適當之水質做為該第一液體，本實施例係使用自來水進行說明，自來水之運輸方式係為習知技藝，故不於此進行贅述。第二液體系指於本裝置中經由一次空氣污染物過濾使用後之液體，亦即已吸收過一次廢氣污染物成份之液體，第三液體係指由第一液體及第二液體組成之液體為第三液體，其混合之比例非特定，當100%由第一液體所供應時，此供應液為第一液體，同理，當100%由第二液體供應時，此供應液為第二液體，除上述由單一液體所提供之狀況外，只要有第一液體及第二液體混合之液體，即視為第三液體。其中，第一液體為三種液體中所含污染物最少之液體，亦即有最佳的去除效率，第二液體為污染物濃最高之液體，第三液體由第一液體與第二液體所組成，所以其污染物濃度視第一液體加入比例而定，第一液體加入量越多，則第三液體之污染物濃度越低。
針對上述之目的，本創作提供一種製程廢氣洗滌裝置，其係設置於腔體內，進氣通道兩端分別連通進氣口及過濾進氣口，氣體經由該進氣口進入該進氣通道，並且該氣體通過該過濾進氣口後進入第一過濾裝置，並依序流經第一多孔元件、離子吸附元件及出氣口，再者，該第一液體連續進入該出氣口並通過該離子吸附元件及該第一多孔元件，該氣體經該第一液體洗滌後，由過濾出氣口流出並經由該出氣口排出該腔體。
本創作提供一實施例，其中該第一過濾裝置係包含一殼體、一第一過濾裝置，該第一過濾裝置係設置於該過濾入氣口與該過濾出氣口之間，該第一過濾裝置可為廢氣與洗滌液體之氣液交換空間，習知之裝置為採噴霧型式之洗滌液體噴灑，在一定空間內讓氣體與液體之接觸，達到去除污染物之目的，此交換空間在無填充物情況下，亦視為第一過濾裝置；為增加污染物去除率，亦可在第一過濾裝置內加入離子吸附元件，增加液體停留在空氣中的時間，如此即可增加氣體的接觸時間，該離子吸附元件可為塑膠、玻璃纖維、金屬板或是陶瓷填充材料或單一或複合材料製成，凡是可增加液體停留時間之裝置皆屬之。
本創作提供一實施例，其中該第一過濾裝置更包含一第二多孔元件，其設置於該離子吸附元件與該過濾出氣口之間，該第二多孔元件上設置有一第二觸媒材料。
本創作提供一實施例，更包含一液體儲存槽，該液體儲存槽係設置於該第一過濾裝置之下方，該進氣通道位於該液體儲存槽及該第一過濾裝置之間，進一步，該液體儲存槽下方設置一排水裝置，該排水裝置係用以排出該廢棄之液體。
本創作提供一實施例，更包含一抽取裝置，其係設置於該第一噴灑裝置及該液體儲存槽之間，並位於該液體運輸管路上。
本創作提供一實施例，更包含一液體輸送管路，該液體輸送管路一端連通該第一管路或該第二管路，該液體輸送管路係用以運輸一第二液體經由該第一管路及/或第二管路進入該第一噴灑裝置。
本創作提供一實施例，其中於第一噴灑裝置及該液體輸送管路之間更進一步設有至少一液體切換閥，其係用以切換該第一液體及/或該第二液體進入該第一噴灑裝置內。
本創作提供一實施例，其中該腔體內更包含一第二過濾裝置，第一過濾裝置一氣體通道一端連通該第一過濾裝置之該過濾出氣口，該氣體通道另一端連通第二過濾裝置之一過濾進氣口，該氣體通道係用以使該氣體由該第一過濾裝置流入該第二過濾裝置第一過濾裝置。
本創作提供一實施例，更包含一第三管路，其兩端分別連接於該第一過濾裝置及第二過濾裝置，該第三管路兩端各設有該第一液體切換閥，其係用於切換該第一液體及該第二液體，亦用於混合該第一液體及該第二液體進行洗滌。
為使 貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：
習知工廠多導入洗滌裝置來處理廢氣中污染物(酸、鹼、有機物質)，而先前技術對於酸氣、鹼氣污染物已有不錯的去除效率，但對於有機氣體的去除效率卻一直未能達到良好的效果，請參考第1A圖，其為本創作之習知之裝置示意圖，如圖所示，目前業界習知之洗滌方式，一氣體透過一進氣口12A進入一進氣通道120A後，由下而上的進入一第一過濾裝置20A之一過濾進氣口222A後流出一過濾出氣口224A，再經由一出氣口14A排出，其中，透過一第一管路T1將一第一液體W1輸入至一液體儲存槽40A內，該第一液體W1係為一純水、自來水或無汙染物質之液體，並與該液體儲存槽40A內之一第二液體W2混合後形成一第三液體W3，其中該第二液體W2係為已吸附過汙染源之液體，而該第三液體W3係為該第一液體W1混合該第二液體W2後形成，經由一第二管路T2將該液體儲存槽40A中之該第三液體W3運送到一第一噴灑裝置30A，該第一噴灑裝置30A由上而下將該第三液體W3噴灑至該第一過濾裝置20A上，並吸附流經該第一過濾裝置20A之該氣體後，形成新的該第二液體W2後落入該液體儲存槽40A內，通過如此循環運用之下，該液體儲存槽40A中之該第二液體W2吸附氣體中之汙染物之效率會越來越低，即使加入了該第一液體W1，亦無法使吸附力提升。
本創作主要藉由一第一管路、第二管路以及第三管路經由液體運輸管路所提供之第一液體或第二液體或第三液體，流經第一過濾裝置洗滌由進氣通道進入之氣體，該氣體經由進氣口進入該進氣通道，且該氣體通過該過濾進氣口後進入第一過濾裝置或/及第二過濾裝置，並依序流經第一過濾裝置及出氣口，更進一步利用第一管路、第二管路以及第三管路切換吸收液供應方式，提升進氣通道中污染物的去除效率，其主要原理為應用平衡溶解度原理在於一定的溫度、總壓下混合該氣體與第一液體接觸，溶質向液相傳遞，當液相中溶質達到飽和時，任一時間進入液相的溶質數量等於溶質以液相逸出的數量，即氣液兩相達到平衡後，第一液體即無法再吸收污染物，再者，根據質傳原理，第一液體中的污染物濃度，亦會影響吸收的速率與效能，因此，本實施例改變傳統習知直接將第一液體混合於第二液體以形成第三液體的做法，藉由改變第一管路、第二管路以及第三管路切換吸收液供應方式，使第一液體可最直接供應於噴灑裝置，如此可將污染物最少的第三液體用來吸收廢氣中的污染物，可有效達到提升去除效率的功效。
在下文中，將藉由圖式來說明本創作之各種實施例來詳細描述本創作。然而本創作之概念可能以許多不同型式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。
首先，請參閱第1B圖，其為本創作之一實施例之裝置示意圖。
如第1B圖所示，本創作之實施例中揭示一種製程廢氣洗滌裝置，其係設置於一腔體10內，該腔體10兩側分別設有一進氣口12及一出氣口14，該製程廢氣洗滌裝置包含一第一過濾裝置20，其係設置於該腔體10內，並位於該進氣口12之一側，該第一過濾裝置20係包含一殼體22、一第一多孔元件24及一離子吸附元件26，該殼體22係上方及下方分別設有一過濾進氣口222及一過濾出氣口224，該第一多孔元件24係設置於該殼體22內，位於該過濾進氣口222之一側，該第一多孔元件24上設置一第一觸媒材料241，該離子吸附元件26係設置於該第一多孔元件24與該過濾出氣口224之間，其中，該第一過濾裝置20更包含一第二多孔元件28，其設置於該離子吸附元件26與該過濾出氣口224之間，該第二多孔元件28上設置有一第二觸媒材料281。
且於該腔體10內位於該第一過濾裝置20上設置有一第一噴灑裝置30，該第一噴灑裝置30其係用以由上而下噴灑一第一液體W1、一第二液體W2或一第三液體W3於該第一過濾裝置20。
另外於本實施例中設有一第一管路T1，其一端連通一第一液體切換閥70，該第一管路T1係用以運輸一第一液體W1經由一液體運輸管路200進入該第一噴灑裝置30，使該第一噴灑裝置30噴灑該第一液體W1於該第一過濾裝置20。
再者，該第一液體切換閥70係為球閥或球向閥之結構(包含二通閥或三通閥或四通閥等)，本實施例中係以三通球閥進行說明，但不以此為限。
其中，該第一多孔元件24及該第二多孔元件28之材質係為不鏽鋼、鈦、鉑或鋁，進一步，該第一觸媒材料241及該第二觸媒材料281係為二氧化鈦、氧化矽、氧化鋁或鉑。
接著，請復參閱第1B圖，本實施例中更包含一液體儲存槽40，該液體儲存槽40係設置於該第一過濾裝置20之下方，進一步，一進氣通道120位於該液體儲存槽40及該第一過濾裝置20之間，該進氣通道12設置於該第一過濾裝置20之一側，且自該進氣口12向下延伸並連通至該過濾進氣口222，該氣體經由該進氣口12進入該進氣通道120，並且該氣體通過該過濾進氣口222後進入該第一過濾裝置20。
更進一步，該液體儲存槽40之下方設有一排水裝置，其係用以排除該液體儲存槽40中之液體。
再者，本實施例中更包含一抽取裝置50，其係設置於該第一噴灑裝置30及該液體儲存槽40之間，並位於該液體運輸管路200上，該抽取裝置50係為水泵、抽水馬達、加壓馬達或抽水機，本實施例係使用抽水馬達，但不以此為限。
故，如上所述，本實施例之一進氣通道120連通該進氣口12及該過濾進氣口222，一氣體100經由該進氣通道120進入該第一過濾裝置20並依序流經該第一多孔元件24、該離子吸附元件26及該出氣口224，再者，該第一液體W1連續進入該出氣口14並通過該離子吸附元件26及該第一多孔元件24，該氣體100經該液體洗滌後，由該過濾出氣口224流出並經由該出氣口14排出該腔體10。
接著請參閱第2圖，其為本創作之一實施例之離子吸附元件之結構放大示意圖，如圖所示，本實施例之該離子吸附元件26中更包含了複數個氣體通道262，且該些個氣體通道262採取斜向配置採連續轉彎方向，向左或向右傾斜，如此對於已溶解後再次逸散之該氣體100可達再次補集之功效，可有效提高汙染物質去除率，減少二次逸散之機率。
再者，本實施例中將該離子吸附元件26設計為該些個氣體通道262，使吸收液體可由上往下順著該離子吸附元件26表面往下流，與該氣體100方向相反，且角度可相衝突，可使有機氣體分子污染物(該氣體100)更易被吸收液體所吸附，更可確保已溶解於吸收液體之有機污染物不易再次被釋出於空氣中，以達高效率去除之功效。
其中，該離子吸附元件26係為塑膠、玻璃纖維、金屬板或是陶瓷填充材料或單一或複合材料製成板式波浪狀之平板構造，使板與板之間形成該些個氣體通道262，由上方流下之吸收液在平板表面流動，以吸附空氣中之氣態分子污染物。
同時，本實施例中，該些個氣體通道262相互具有一間距P，該間距P係為3mm至30mm之間，可使汙染之該氣體100(如揮發性有機物)易於被吸收液體所吸附，同時不易造成氣體壓損過大之問題，更進一步，透過該些個氣體通道262，使該氣體100經由該些個氣體通道262往上通過(如第2圖中虛線所示)，而吸收液體則由該些個氣體通道262之通道往下澆淋，更進一步，該些個氣體通道262與該第一多孔元件24形成一角度θ，該角度θ係介於30∘至90∘之間，可使該氣體100在通過該些個氣體通道262時，更易直接衝擊吸收液體，使而被吸收液體所吸收。
接著，請復參閱第1B圖，如圖所示，本創作係可透過單一該第一過濾裝置20進行該氣體100之過濾，如第1B圖所示，可將該第二液體W2經由該抽取裝置50運輸至該第一噴灑裝置30並於該第一過濾裝置20上方噴灑，或是藉由該第一管路T1運輸該第一液體W1，經由該抽取裝置50抽取至該第一噴灑裝置30並於該第一過濾裝置20上方噴灑，亦可切換該第一液體切換閥70使該第一液體W1中加入該第二液體W2後，再由該抽取裝置50運輸至該第一噴灑裝置30，並於該第一過濾裝置20上方噴灑。
如上所述，本實施中係透過並經由該第一液體切換閥70控制該第一液體W1與第二液體W2進行切換，藉以吸附該氣體100中該污染物質101，而當該第二液體W2使用多次後，已具有一定污染物濃度的吸收液混合，對於該第二液體W2之吸收新的污染物之能力會降低，造成去除效率下降，故本實施例增加該第一液體W1的使用方式，將該第一液體W1直接供應於該抽取裝置50前端，並經由該第一液體切換閥70的控制，可讓使用者選擇使用該第一液體W1及/或該第二液體W2或是第三液體W3(該第一液體W1混合第二液體W2)供應至該第一噴灑裝置30，達到有效提升去除效率的功效。
再者，為達更高效去除的目的，習知之業界做法係參考第3A圖，其為本創作之習知之裝置示意圖，如圖所示，目前業界習知之洗滌方式亦可使用兩個或以上的洗滌裝置，一氣體透過一進氣口12A進入一進氣通道120A，由下而上的進入該第一過濾裝置20A之一過濾進氣口222A後，流出一過濾出氣口224A進入一氣體通道130A後，經由一過濾進氣口222A’流入一第二過濾裝置20A’，再經由一過濾出氣口224A’流出後，透過一出氣口14A排出外界環境。
其中，透過一第一管路T1將一第一液體W1輸入至一液體儲存槽40A及40A’內，該第一液體W1係為一純水、自來水或無汙染物質之液體，並與該液體儲存槽40A及40A’內之一第二液體W2混合後分別形成一第三液體W3，其中該第二液體W2係為已吸附過汙染源之液體，而該第三液體W3係為該第一液體W1混合該第二液體W2後形成，經由一第二管路T2及T2’將該液體儲存槽40A及40A’中之該第三液體W3運送到一第一噴灑裝置30A及30A’，該第一噴灑裝置30A及30A’由上而下將該第三液體W3噴灑至該第一過濾裝置20A及該第二過濾裝置20A’上，並吸附流經該第一過濾裝置20A及該第二過濾裝置20A’之該氣體後，形成新的該第二液體W2後落入該液體儲存槽40A及40A’內，通過如此循環運用之下，該液體儲存槽40A及40A’中之該第二液體W2吸附該氣體100中之該汙染物質101A之效率會越來越低，透過此裝置即使加入了該第一液體W1，亦無法使吸附力提升。
再者，為達更高效去除的目的，本創作亦可採用前後串聯的方式提昇該污染物質101之去除效率，請參考第3B圖，其為本創作之一另一實施例之結構示意圖，如圖所示，於該腔體10內設置前者(左側)稱之製程廢氣洗滌裝置A，後者(右側)稱之製程廢氣洗滌裝置B，當採用兩個以上之製程廢氣洗滌裝置於該腔體10內，以上述前後串聯配置為例，會同時使用到該第一過濾裝置20及一第二過濾裝置20’，其中，該第一過濾裝置20及一第二過濾裝置20’之元件配置如前一實施例所述，故不在此進行贅述。
進一步，一氣體通道130一端連通製程廢氣洗滌裝置A之該第一過濾裝置20之該過濾出氣口224，該氣體通道130另一端連通製程廢氣洗滌裝置B之該第二過濾裝置20’之該過濾進氣口222’，該氣體通道130係用以使該氣體100由該第一過濾裝置20運輸至該第二過濾裝置20’過濾後由製程廢氣洗滌裝置B之該過濾出氣口224’通過後，再經由該出氣口14排出外部環境。
上述之製程廢氣洗滌裝置B包含該第二過濾裝置20’，並設有一第二噴灑裝置30’，復參閱第3C圖，製程廢氣洗滌裝置B係可直接使用一抽取裝置50’加壓抽取，使該第一液體W1透過該第一管路T1流經一液體輸送管路200後，經由該第二噴灑裝置30’噴灑出該第一液體W1，且本實施例中於製程廢氣洗滌裝置A之該第一管路T1及製程廢氣洗滌裝置B之該第一管路T1’之間設有一第三管路T3，該第三管路T3兩端分別設置製程廢氣洗滌裝置A之一第一液體切換閥70A及液體儲存槽40’之間，如此一來，製程廢氣洗滌裝置A及製程廢氣洗滌裝置B即可於該第一液體及該第二液體之間進行切換，洗滌由進氣口12進入該進氣通道130之該氣體100，使該氣體100中之該汙染物質101濃度減少，另外，該液體儲存槽40’除了可透過該第一液體切換閥70A及70B切換後將該第二液體W2傳輸至該第一噴灑裝置30之外，該液體儲存槽40及40’之下方設有一排水裝置90及90’，其係用以排除該液體儲存槽40及40’中之該第二液體W2。
如上所述，本實施例主要目的是為節省該第一液體之使用量，且兼具高效率去除該汙染物質101之特性，由質傳原理可知，吸收液(如上述之該第一液體或該第二液體或第三液體)中的該汙染物質101濃度，會影響吸收的速率與效能，因此本實施例之主要目的為充份應用吸收液中污染物濃度與空氣中濃度的梯度差，以吸收液使用方向來看，當新鮮吸收液(該第一液體W1)進入製程廢氣洗滌裝置B時所包含之污染物是最少之狀態，因此，透過製程廢氣洗滌裝置B洗滌該氣體100後之第二液體W2，再透過第三管路T3上之該第一液體切換閥70A切換後，將洗滌過之廢水(該第二液體W2)運送至製程廢氣洗滌裝置A，此時由於流經製程廢氣洗滌裝置A之該氣體依然具有高濃度之該汙染物質101，因此洗滌過之第二液體W2具有一定的去除該汙染物質101之效率，此經過一次使用之第二液體W2可透過該液體切換閥70A切換供給製程廢氣洗滌裝置A之洗滌液使用可節省新鮮吸收液(該第一液體)之使用量，並且兼具高效去除該汙染物質101之作用。
另外，請參閱第3C圖，其為本創作之又一實施例之結構示意圖，如圖所示，本實施例之氣體流動方向同於上述實施例，故不在此進行贅述；另外元件設置方式同於上述之實施例，故亦不在此進行贅述。
本實施例中，透過該第一管路T1將該第一液體W1經由該液體輸送管路200’傳輸至該第一噴灑裝置30’，使該第一液體W1由上而下流經該第二過濾裝置20’，形成該第二液體W2後落入該液體儲存槽40’內，接著，再經由該第三管路T3透過該液體輸送管路200運輸至該第一噴灑裝置30，使該第二液體W2噴灑至該第一過濾裝置20進行再次利用，本實施例改良製程洗滌裝置將新鮮吸收液(該第一液體W1)供應直接導入於淋水出口(該第一噴灑裝置30’)，以增加該氣體100之該污染物質101之去除效率，並且透過使用過之液體(該第二液體W2)作為洗滌該氣體之第一道之過濾過濾洗滌，有效提升去除該氣體100中該汙染物質101之效用。
而以單一製程廢氣洗滌裝置為例(本創作之一實施例)，在實驗中，環境只導入異丙酮(IPA)為主要VOC污染物，因此水中VOC可視為完全由IPA所組成，本實驗係量測該第一管路T1入水口及該第一噴灑裝置30之VOC濃度，本實驗中輸入之水量與噴灑之水量均為8.5(Liter/min)。
實驗組：100%之第一液體直供該液體儲存槽去除VOC汙染物質之裝置，該第一管路T1直接提供100%之該第一液體W1進入該液體儲存槽40(內含該第二液體W2)，該第一噴灑裝置30噴灑該第三液體W3(其係為該第一液體W1混合該第二液體W2形成)。
對照組：100%之第一液體直供該第一噴灑裝置去除VOC汙染物質之裝置，該第一管路T1直接提供100%之該第一液體W1於該第一噴灑裝置30，該第一噴灑裝置30噴灑該第一液體W1。
實驗組實驗結果如表1：
表1 100%之第一液體直供該液體儲存槽去除VOC汙染物質
| 第一管路(W1) | 第一管路(W1) | 第一噴灑裝置(W3) | 第一噴灑裝置(W3) | IPA | IPA | IPA | |
| 風量(m 3/min) | 供水量(Liter/min) | 水中TOC濃度(mg/L) | 供水量(Liter/min) | 水中VOC濃度(mg/L) | 入口濃度(ppb) | 出口濃度(ppb) | 去除率(%) |
| 38.5 | 8.5 | 0.3 | 8.5 | 2,665 | 8840 | 2450 | 72.3% |
| 38.5 | 8.5 | 0.3 | 8.5 | 2,439 | 8210 | 2232 | 72.8% |
| 38.5 | 8.5 | 0.3 | 8.5 | 2,854 | 7740 | 2350 | 69.6% |
對照組實驗結果如表2：
表2 100%之第一液體直供該第一噴灑裝置去除VOC汙染物質
| 第一管路(W1) | 第一管路(W1) | 第一噴灑裝置(W1) | 第一噴灑裝置(W1) | IPA | IPA | IPA | |
| 風量(m3/min) | 供水量(Liter/min) | 水中TOC濃度(mg/L) | 供水量(Liter/min) | 水中VOC濃度(mg/L) | 入口濃度(ppb) | 出口濃度(ppb) | 去除率(%) |
| 38.5 | 8.5 | 0.3 | 8.5 | 0.3 | 8650 | 824 | 90.5% |
| 38.5 | 8.5 | 0.3 | 8.5 | 0.4 | 7940 | 742 | 90.7% |
| 38.5 | 8.5 | 0.3 | 8.5 | 0.4 | 8800 | 742 | 91.6% |
由上述表1及表2之結果顯示，表1中100%之第一液體直供該液體儲存槽去除VOC汙染物質之平均去除率為71.6%，而表2中100%之第一液體直供該第一噴灑裝置去除VOC汙染物質之去除率之平均去除率為90.9%，因此在同等之該第一噴灑裝置之噴灑量下，因該第一液體W1中之既有污染物濃度較低，故可達更高之去除效率。
更進一步，若透過前後串聯之使用多數個製程廢氣洗滌裝置為例(本創作之另一實施例及又一實施例)，在實驗中，環境只導入異丙酮(IPA)為主要VOC污染物，因此水中VOC可視為完全由IPA所組成，本實驗係量測該第一管路T1入水口及該第一噴灑裝置30之VOC濃度，本實驗中輸入之水量與噴灑之水量均為8.5(Liter/min)。
對照組：50%之第一液體W1供應該液體儲存槽去除VOC汙染物質之裝置，該第一管路T1直接提供50%之該第一液體W1進入該液體儲存槽40(內含該第二液體W2)，該第一噴灑裝置30噴灑該第三液體W3(其係為該第一液體W1混合該第二液體W2形成)。
實驗組：50%之第一液體供應該第一噴灑裝置去除VOC汙染物質之裝置，該第一管路T1直接提供供水量之50%之該第一液體W1於該第一噴灑裝置；該第一噴灑裝置30噴灑100%之該第三液體W3(該第三液體W3係為50%該第一液體W1混合50%之該第二液體W2形成)。
實驗組實驗結果如表3：
表3 50%之第一液體直供該液體儲存槽去除VOC汙染物質
| 第一管路(W1) | 第一管路(W1) | 第一噴灑裝置(W3) | 第一噴灑裝置(W3) | IPA | IPA | IPA | |
| 風量(m 3/min) | 供水量(Liter/min) | 水中TOC濃度(mg/L) | 供水量(Liter/min) | 水中VOC濃度(mg/L) | 入口濃度(ppb) | 出口濃度(ppb) | 去除率(%) |
| 38.5 | 4.1 | 0.2 | 8.5 | 5,910 | 8260 | 4525 | 45.2% |
| 38.5 | 4.1 | 0.2 | 8.5 | 6,210 | 8420 | 5020 | 40.4% |
| 38.5 | 4.1 | 0.2 | 8.5 | 6,450 | 8640 | 5250 | 39.2% |
對照組實驗結果如表4：
表4 50%之第一液體供應該第一噴灑裝置去除VOC汙染物質
| 第一管路(W1) | 第一管路(W1) | 第一噴灑裝置(W3) | 第一噴灑裝置(W3) | IPA | IPA | IPA | |
| 風量(m 3/min) | 供水量(Liter/min) | 水中TOC濃度(mg/L) | 供水量(Liter/min) | 水中TOC濃度(mg/L) | 入口濃度(ppb) | 出口濃度(ppb) | 去除率(%) |
| 38.5 | 4.1 | 0.2 | 8.5 | 2,791 | 8540 | 2560 | 70.0% |
| 38.5 | 4.1 | 0.2 | 8.5 | 2,475 | 8290 | 2750 | 66.8% |
| 38.5 | 4.1 | 0.2 | 8.5 | 2,770 | 7650 | 2470 | 67.7% |
由上述表3及表4之結果顯示，表3中50%之第一液體直供該液體儲存槽去除VOC汙染物質之平均去除率為41.6%，而表4中50%之第一液體供應該第一噴灑裝置去除VOC汙染物質之去除率之平均去除率為68.2%，因此在同等之該第一噴灑裝置之噴灑量下，可達更高之該汙染物質101之去除效率。
以上所述之實施例，本創作係為一種製程廢氣洗滌裝置，其係利用第一過濾裝置過濾氣體，並透過該第一管路、該第二管路以及該第三管路使用該第一液體切換閥切換所提供之第一液體或第三液體，使第一噴灑裝置噴灑第一液體或第三液體洗滌氣體，使氣體內之汙染物質被第一液體及或第三液體吸收，並且更進一步利用第一管路、第二管路以及第三管路切換第一液體或/及第二液體供應方式，提升進氣通道中污染物的去除效率，且透過第一液體或第二液體連續洗滌氣體中之污染物質，亦可減少已溶解於液體中之污染物質再次逸散，有效達到提升去除汙染物質效率之功效。
故本創作實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出新型專利申請，祈鈞局早日賜准專利，至感為禱。
惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。
10:腔體
100:氣體
101:汙染物質
12:進氣口
120:進氣通道
120A:進氣通道
130:氣體通道
130A:氣體通道
14:出氣口
14A:出氣口
20:第一過濾裝置
20A:第一過濾裝置
20’:第二過濾裝置
20A’:第二過濾裝置
22:殼體
222:過濾進氣口
222’:過濾進氣口
222A’:過濾進氣口
222A’:過濾進氣口
224:過濾出氣口
224’:過濾出氣口
224A’:過濾出氣口
224A’:過濾出氣口
24:第一多孔元件
241:第一觸媒材料
26:離子吸附元件
262:氣體通道
28:第二多孔元件
281:第二觸媒材料
30:第一噴灑裝置
30A:第一噴灑裝置
30’:第二噴灑裝置
30A’:第二噴灑裝置
40:液體儲存槽
40A:液體儲存槽
40’:液體儲存槽
40A’:液體儲存槽
50:抽取裝置
50’:抽取裝置
70:液體切換閥
70A:液體切換閥
70B:液體切換閥
90:排水裝置
90’:排水裝置
200:液體運輸管路
200’:液體運輸管路
A:製程廢氣洗滌裝置
B:製程廢氣洗滌裝置
T1:第一管路
T2:第二管路
T2’:第二管路
T3:第三管路
W1:第一液體
W2:第二液體
W3:第三液體
P:間距
θ:角度
第1A圖：其為本創作之習知之裝置示意圖；
第1B圖：其為本創作之一實施例之裝置示意圖；
第2圖：其為本創作之一實施例之離子吸附元件之結構放大示意圖；
第3A圖：其為本創作之習知之結構示意圖；
第3B圖：其為本創作之一另一實施例之結構示意圖；以及
第3C圖：其為本創作之又一實施例之結構示意圖。
10:腔體
100:氣體
101:汙染物質
12:進氣口
14:出氣口
20:第一過濾裝置
22:殼體
222:過濾進氣口
224:過濾出氣口
24:第一多孔元件
241:第一觸媒材料
26:離子吸附元件
28:第二多孔元件
281:第二觸媒材料
30:第一噴灑裝置
40:液體儲存槽
50:抽取裝置
70:液體切換閥
90:排水裝置
120:進氣通道
200:液體運輸管路
T1:第一管路
T3:第三管路
Claims (9)
- 一種製程廢氣洗滌裝置，其係設置於一腔體內，該腔體兩側分別設有一進氣口及一出氣口，其包含：一第一過濾裝置，其係設置於該腔體內，並位於該進氣口之一側，該殼體係上方及下方分別設有一過濾進氣口及一過濾出氣口；以及一第一噴灑裝置，其係設置該腔體內，並位於該第一過濾裝置上；一第一管路，其一端連通一第一液體切換閥，該第一管路係用以運輸一第一液體經由一液體運輸管路進入該第一噴灑裝置，使該第一噴灑裝置噴灑該第一液體於該第一過濾裝置；其中，一進氣通道兩端分別連通該進氣口及該過濾進氣口，一氣體經由該進氣口進入該進氣通道，並且該氣體通過該過濾進氣口後進入該第一過濾裝置，再者，該第一液體連續進入該出氣口並向下流經該第一過濾裝置，該氣體經該第一液體洗滌後，由該過濾出氣口流出並經由該出氣口排出該腔體。
- 如請求項1所述之製程廢氣洗滌裝置，其中該第一過濾裝置係包含一殼體、一第一多孔元件及一離子吸附元件，該第一多孔元件係設置於該殼體內，位於該過濾進氣口之一側，該第一多孔元件上設置一第一觸媒材料，該離子吸附元件係設置於該第一多孔元件與該過濾出氣口之間。
- 如請求項2所述之製程廢氣洗滌裝置，其中該第一過濾裝置更包含一第二多孔元件，其設置於該離子吸附元件與該過濾出氣口之間，該第二多孔元件上設置有一第二觸媒材料。
- 如請求項1所述之製程廢氣洗滌裝置，更包含一液體儲存槽，該液體儲存槽係設置於該第一過濾裝置之下方，該進氣通道位於該液體儲存槽及該第一過濾裝置之間，進一步，該液體儲存槽下方設置一排水裝置，該排水裝置係用以排出該第一液體。
- 如請求項4所述之製程廢氣洗滌裝置，更包含一抽取裝置，其係設置於該第一噴灑裝置及該液體儲存槽之間，並位於該液體運輸管路上。
- 如請求項1所述之製程廢氣洗滌裝置，其中該進氣通道設於該第一過濾裝置之一側，且自該進氣口向下延伸並連通至該過濾進氣口。
- 如請求項1所述之製程廢氣洗滌裝置，其中該腔體內更包含一第二過濾裝置，該第一過濾裝置一氣體通道一端連通該第一過濾裝置之該過濾出氣口，該氣體通道另一端連通第二過濾裝置之一過濾進氣口，該氣體通道係用以使該氣體由該第一過濾裝置流入該第二過濾裝置。
- 如請求項7所述之製程廢氣洗滌裝置，更包含一第三管路，其兩端分別連接於該第一過濾裝置及該第二過濾裝置，該第三管路兩端各設有該第一液體切換閥，其係用於切換該第一液體及該第二液體，亦用於混合該第一液體及該第二液體進行洗滌。
- 如請求項8所述之製程廢氣洗滌裝置，該第一及第二過濾裝置，設有一第一管路提供第一液體，此第一液體先經由第二噴灑裝置供應於第二過濾裝置後流入液體儲存槽，再經由第三管路供應至第一噴灑裝置，供應於第一過濾裝置，做為二次洗滌使用。
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| TW109217138U TWM611349U (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 製程廢氣洗滌裝置 |
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| TW109217138U TWM611349U (zh) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | 製程廢氣洗滌裝置 |
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| TWM611349U true TWM611349U (zh) | 2021-05-01 |
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| TW (1) | TWM611349U (zh) |
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| TWI745201B (zh) * | 2020-12-25 | 2021-11-01 | 奇鼎科技股份有限公司 | 製程廢氣洗滌裝置 |
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