[发明专利]低浓度有机化合物的气体净化方法

说明书

技术领域

本发明是揭示一种用以处理低浓度有机化合物的气体净化方法，特 别是关于一种针对包含有以下恶臭化合物：例如二甲基硫(DMS)、二甲基 二硫(DMDS)、硫化氢(H2S)等硫化物及甲醛、醋酸、异丙醇、丙酮等恶臭 化合物的气体净化方法。而本发明主要是用于增加催化剂效率、延长催 化剂寿命且适用于净化处理高风量低浓度的芯片制造、光电面板制造业 等无尘室空气净化或其排放废气的净化用途，同时适用于一般废水厂、 涂装印刷业及相关化工业等空气净化之用。

背景技术

近来，国际间对于环保议题及工业安全卫生及高科技厂洁净室分子 污染物净化的日益重视，考虑工业废气对环境及劳工以至于一般大众身 体产生的危害，对于工业废气排放标准日趋严格，国内外法规都已制定 出相关的浓度及臭味的排放标准；另一方面，近来高科技厂的高阶制程 对于含硫化合物及低沸点有机化合物等难处理的分子污染物，在外气引 入洁净室前的净化程度要求愈为严苛。

例如在半导体芯片制造厂及TFT-LCD面板光电制造业面板制程中， 去光阻程序(stripping process)所使用的去光阻剥离液(stripper)主要成分为 高沸点且几乎完全溶于水的有机化合物，包括单乙醇胺(MEA)、二甲基亚 砜(DMSO)以及乙二醇单丁醚(BDG)等。而在去光阻制程中，去光阻剂中 的二甲基亚砜虽然是一种高沸点水溶性而且挥发性低的液体，但在处理 过程中，极容易形成低沸点且恶臭的二甲基硫(dimethyl sulfide，DMS)和二 甲基二硫(dimethyl disulfide，DMDS)的气态污染物。然而，以传统吸附法、 冷凝法及吸收法并无法完全去除低沸点及低会溶性的二甲基硫与二甲基 二硫，而且其在低浓度下即会产生恶臭，极易影响厂房周围生活环境而 引发民众抗议，同时也影响到厂房周围其它高科技厂高阶制程的产品合 格率。

空气中低浓度有机化合物气体的净化技术可运用物理方法、化学方 法及其混合法。物理方法是将空气通过采用吸收、吸附、分离等物理步 骤的净化设备以除去空气中低浓度有机化合物，常用的物理方法有机械 分离法、过滤法、吸附法、洗涤法和静电法。常用的化学方法有热氧化 法和催化燃烧法等。国内目前最常采用的净化设备是以抽风与简易滤网 或一般吸附或水洗洗涤处理，此传统设备及方法是无法有效净化如二甲 基硫与二甲基二硫等含硫化合物的气体，是造成空气污染臭味的主因； 同时，也是造成被污染的外气导引进入如半导体芯片制造厂及TFT-LCD 面板光电制造厂等高阶制程洁净室，影响产品合格率的分子污染物主要 来源之一。

此外，尚有运用催化剂催化法来净化处理空气中含硫化合物气体， 催化剂催化法的优点为含硫化合物的脱除效率高、反应温度低、能源消 耗低及避免生成二次污染物等，是一种环境友好的催化净化技术。然而， 此项技术目前最需要突破的是开发低温氧化催化剂，由于低浓度有机化 合物的处理效率不佳，所以开发的催化剂必需具有以下特点：

1、具低温氧化活性的纳米催化剂负载技术

利用纳米催化剂特有的催化特性，小晶粒催化剂载体粒径小、孔道 短、晶内扩散阻力小、暴露在外的原子多(高30％)、含有众多的晶间 隙(二次孔洞)、具有较强的吸附能力，对于大分子或液相反应有利。 反应物与产物能于多孔性催化剂载体孔洞快速扩散，减少阻塞或积碳， 而降低催化剂的失活速率，延长催化剂寿命。

2、具中孔洞特性的吸附/催化基材合成技术

利用中孔洞的高表面积与孔洞特性，提高含硫化合物的吸附去除效 率，由于孔容积和孔隙率均提高，预估可增加三成的吸附量，且因晶间 空隙增大可吸附较大分子，总体催化剂效率可提升30％以上。

3、提升氧化活性的助剂辅助技术

无论吸附剂或催化剂，均会随使用时间而呈现部分覆盖的现象，设 计以低电压激发系统中的氧气或水气使产生具较高氧化活性的氧化助 剂，如：O₂^-、O□、HO□、O₃等，加速催化剂表面的氧化还原循环进行， 加速催化剂表面污染物的降解，以达到降低积碳的目的，预计可大幅提 升催化剂的寿命。

发明内容

为了改善上述公知技术所面临的问题，本发明的目的在于提供一种 低浓度有机化合物的气体净化方法，其包含：

至少一个催化剂吸附单元，其以并联及/或串联设置；及