提升VOCs減排技術 具體實踐循環經濟

— 資源循環事業群  信鼎技術服務股份有限公司  工程師  李佳晏
— 資源循環事業群  信鼎技術服務股份有限公司  工程師  賴婕綾

隨著高科技產業製程及技術的不斷推陳出新，所使用的有機溶劑也日益複雜，並伴隨著不同揮發性有機物（Volatile Organic Compounds, VOCs）的產生，而大多數的VOCs為易燃及低閃火點物質，稍有不慎即可能引發爆炸。

中鼎集團崑鼎公司長期投入循環經濟領域，而協助高科技產業的廢棄物再利用處理，為其主要業務之一。崑鼎除以自有廠房協助半導體廠商將製程產生的廢異丙醇提濃回到市場供應鏈使用，亦提供廢溶劑（包含廢異丙醇、高有機廢液、廢EBR）回收再利用廠房建置的設計、設備安裝及試俥技術與諮詢服務。

本文特別介紹崑鼎如何針對不同廠房特性，提供VOCs處理精進設計方案，協助客戶達成降低整體排放量或回收再利用之目的，具體實踐循環經濟。

日益精進的VOCs減排技術

當製程系統及作業環境中存在VOCs時，將成為潛在的爆炸性氣體場所，為了防範風險的發生，除了透過危險區域劃分及安裝具防爆性能的電氣機械、器具或設備，根本解決之道，還是透過改善或精進製程系統中的空氣污染防制設備，從源頭降低VOCs的排放濃度。

針對VOCs排放管制，行政院環保署的法令日趨嚴格，於2023年5月修正「半導體製造業空氣污染管制及排放標準」，將過去不分規模、以全廠總排放量不得超過每小時0.6公斤之管制方式，加嚴並改為以個別排放管道進行管制，規定其個別排放濃度需小於14 ppm；同時增訂新設製程濃度不得大於10 ppm，督促新建廠房或新設製程，選擇環境友善或防制效能較佳之設備；因此，VOCs排放減量技術，必須隨著產業需求日益精進。

VOCs減排技術，主要分為「處理」及「回收」兩部分。處理技術以減量排放為主，回收技術則是將VOCs中的有機溶劑原物料進行回收，創造再利用價值。本文將分別舉兩則案例說明。

案例一：精進設計提升削減率

針對VOCs的減量技術，高科技產業製程產生的廢異丙醇溶劑，經提濃再利用系統產生的廢氣，其中所含的異丙醇，因具有親水性的特性，故空氣污染防制設備上優先選用洗滌塔進行吸附，VOCs削減率可達90%以上；此外，在洗滌塔本體、潤濕因子、填充材比表面積及堆置方式等，皆須根據系統製程設計風量進行調整。

以中鼎集團提供服務的某高科廠為例（以下簡稱案例一），原洗滌塔填料設計為拉西環（比表面積為：109 m2/m3），系統設計期間適逢法規修正，除了改變洗滌塔內填料設計為絲網填料（比表面積為：205m2/m3）使比表面積增加，並於第二段洗滌塔內連續補充新鮮水源，使塔內液體和氣體之間做充份的接觸後，再進到第一洗段洗滌塔的塔底進行循環，將廢氣中的污染物被液體吸附，如此一來，可確保最終VOCs排放濃度符合個別排放管道規定排放標準<14ppm。

案例一：空污防制設計之比較

案例二：冷凝技術點石成金

在回收再利用技術方面，不論是既有廠區、或新建廠區的高濃度異丙醇溶劑儲槽，在設計上亦可評估設置尾氣冷凝器，除了可削減VOCs排放量，亦可提高溶劑回收再利用效益。

以中鼎集團另一高科廠異丙醇提濃再利用系統為例（以下簡稱案例二），其產生之VOCs經既設之空氣污染防制設備後，排放濃度大於50ppm，不符最新法規要求；而該廠區因空間配置受限，無法額外增設防制設備（如：將洗滌塔增加至兩座），若採用案例一之方式，將既有洗滌塔內的拉西環改為絲網填料，預期排放濃度可降至小於30ppm，仍不符規範。

案例二中，利用廢氣中異丙醇親水的特性，於系統中高濃度異丙醇的儲槽設計一只冷凝器，利用冰水將儲槽之異丙醇蒸汽（0.85kg/hr）熱交換至15℃，可回收0.5 kg/hr高濃度異丙醇；另外，再將既設洗滌塔內之填料改為絲網填料，預估總體系統VOCs削減率自原設計之96%提升為至約99%，最終VOCs排放濃度，便能符合「個別排放管道規定排放標準<14ppm」之法規要求。而經冷凝回到儲槽內之高濃度異丙醇，可一併進入精餾提純製程系統再純化，將資源循環再利用。

案例二：空污防制設計之比較

結語

近年來氣候變遷議題備受重視，各國皆致力減排、減碳，並持續發展循環經濟，促進資源的再利用。本案為中鼎集團打造「綠色工程」的實例之一，中鼎團隊不僅可依客戶的製程系統、廢氣的組成及特性作全盤考量進行規劃設計，選用最合適的空污防制設備，以有效提升空氣品質，更可一併提升再利用的效益，以期減少碳排放，逐步達成為「地球永續把關」的ESG願景，並攜手客戶穩步邁向淨零目標。