有机气态污染物的冷凝处理设备的制造方法
【专利摘要】本发明有关一种有机气态污染物的冷凝处理设备，该处理设备于基座内部通道二侧分别设有气体入口、气体出口，可供外部含污染物质的气体由气体入口进入，并经通道内部处理系统处理后的洁净气体由气体出口输出，且基座的通道一侧气体入口往另一侧气体出口方向，依序排列处理系统的氧化单元、加湿单元、第一冷凝单元、水洗单元及第二冷凝单元，通过氧化单元以光触媒光源对气体中的污染物质进行裂解，再增加气体的湿度后进行冷却降温，并对气体冲洗后再次冷却降温，则将净化气体由气体出口排出，达到将含污染物的气体处理形成洁净空气的目的。
【专利说明】
有机气态污染物的冷凝处理设备
技术领域
[0001]本发明提供一种有机气态污染物的冷凝处理设备，尤指可将含有污染物质气体进行净化处理的设备，利用基座内部处理系统将污染气体进行光触媒裂解、加湿、冷凝、水洗及再次冷凝等处理步骤，达到高效率净化空气的目的。
【背景技术】
[0002]按，随着高科技时代进步，各式电子、电气产品盛行，智慧型手机、平板电脑及笔记型电脑等可携式电子装置广为社会大众应用，也使得相关生产制造业纷纷设立，其中又以半导体产业的成长速度提高，而半导体制造不论是在硅晶圆、积体电路制造或是IC晶片构装等，生产制程均相当繁杂，并在制程中所使用的化学物质种类亦相当多，而这些化学物质或溶剂的使用，业成为半导体产业于生产制程中产生对空气污染的主要污染源，也因此使得半导体的生产制造对空气污染呈现量少但种类繁多的特性。
[0003]再者，晶圆及积体电路制造过程中几乎每个步骤皆分别使用各式各样的酸碱物质、有机溶剂及毒性气体等，而各种物质经过反应后又形成种类颇为复杂的产物，各制程不同所使用的化学物质亦不同，故所有制程也都可能是空气的污染源，且生产制程所产生的废气皆为连续排放，并依污染物的特性予以归类，可将晶圆及积体电路制程造成对空气污染的情况区分为:氧化扩散及化学蒸着沉积制程中所使用具有毒性、可燃性的气体以及反应后所生成的气体，蚀刻及清洗制程中所产生的酸碱气体，黄光室制程中所产生的有机溶剂气体;至于晶圆切割成晶片，再经过一连串的构装作业，可能的空气污染元包括有电镀区产生的酸碱废气、浸锡区产生的锡煤烟，以及清洗过程中产生的酸气与有机溶剂蒸气等几类，在这些制程中皆会产生含有大量具有毒性的总有机化合物(Tota I OrganicCompounds，TOCs)的废气，为避免废气对环境造成污染与公害，必须将该废气中的有害物质予以净化去除后，才能排放至外界大气中。
[0004]而目前所知的处理半导体含TOCs废气的技术主要分为高温焚化技术、活性碳吸附技术及湿式洗涤技术等，其中以高温焚化技术来说，需要消耗大量的燃料来产生高温火焰，将废气中的可燃性性有害物质燃烧成灰烬，但废气中种具强力侵蚀性的氟化性气体，并需要在一千度(°c)以上的高温才能够被分解成无害气体，因或焰燃烧的区域也仅只有位在燃气的出口端，使得高温火焰燃烧的密度也较为松散，使废气能够轻易由火焰燃烧的空隙中穿过，而无法将废气逐一净化，另当废气中影和的物质被燃烧成灰烬后还是会有二次溢散污染的问题产生，故此种高温焚化的技术仍有待改善;再者，活性碳吸收的技术需要使用大量的活性碳来除去废气中的有害物质，但活性碳于短时间使用之后，其吸附能力会逐渐下降，势必经常进行更换活性碳进行去除废气中的有害物质，则相对所耗用的成本也会提高，较不符经剂效益。
[0005]另，湿式洗涤技术则是利用废气中有害物质几乎溶于水的特性，将气相中的有害物质转移至液相中，再加以氧化去除，一般来说大多是用喷雾式洗涤技术，来将洗涤液雾化成粒径为I至500微米大小的雾滴，而利用水雾来抓取废气中的粉末、可溶性或亲水性的有害物质，再利用高液气比的水雾，使水雾形成过饱和状态，以避免水雾再蒸发而影响效率，而后利用如塑胶挡水帘等来滤除水珠，藉由水分的排除以达到去除有害物质的目的，然而，此种湿式洗涤技术要完全百分之百避免水雾再蒸发是很难作到的(尤其是TOCs废气)，亦无法持续维持高去除效率，也容易使供给水废气中的有害物质起反应而生成不溶性化合物的离子的问题产生，如水雾中含有钙离子，而空气中含有氟瓦斯(F2)或是氨气(NH3)时，则容易生成不溶性的氟化钙或碱性化合物，也容易产生固态的腐蚀性的生成物及带碱性物质，这些不溶性及腐蚀性生成物所产生的污垢沉积容易导致洗涤设备阻塞，进而造成洗涤设备损坏而降低使用寿命，因此使得其洗涤设备所使用的品质势必要求很高，由于需维持高品质水质方能维持一定的净化及空气加湿效果，因此换水及补水率相当高，耗水操作成本相对提高，进而需引进设备更昂贵的循环过滤水设备，也造成废气处理的成本再增加。
[0006]是以，如何解决目前工业废气造成对空气污染严重、废气处理设备无法有效净化污染废气的问题与困扰，且各式废气处理设备的效果不佳、成本又高等的缺失及麻烦，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。
【发明内容】
[0007]故，发明人有鉴于上述的问题与缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种可将废气中有害污染物质，经由基座内部处理系统予以净化处理，达到有效降低废气对空气污染的程度的有机气态污染物的冷凝处理设备的发明专利诞生。
[0008]本发明的主要目的乃在于该处理设备于基座内部的通道二侧分别设有气体入口、气体出口，可供外部含污染物质的气体由气体入口进入，并经通道内部供处理系统处理后的洁净气体由气体出口输出，且由基座的通道一侧气体入口往另一侧气体出口方向，依序排列处理系统的氧化单元、加湿单元、第一冷凝单元、水洗单元及第二冷凝单元，通过氧化单元以光触媒光源对气体中的污染物质进行裂解，再增加气体的湿度后进行冷却降温，并对气体冲洗后再次冷却降温，则将净化气体由气体出口排出，达到将含污染物气体处理形成洁净空气的目的。
[0009]本发明的次要目的乃在于该处理系统的氧化单元，包括可发射紫外线光(UV)的光触媒光源，可藉以对气体中的污染物质进行裂解，视污染物质的分子大小，分别予以分解为无害的二氧化碳(CO2)或亲水性物质后再藉水洗而去除;至于加湿单元及水洗单元，分别包括有第一水液处理器、第二水液处理器，分别由第一水液处理器供水的第一供水管、由第二水液处理器供水的第二供水管，位于第一供水管上的多个第一水雾喷头、位于第二供水管上的多个第二水雾喷头，通过加湿单元增加废气中的相对湿度，使废气的湿度达到饱和线，以供后续冷凝处理效率提升，而水洗单元则是利用水雾与气体中的污染物质撞击，让污染物质被水雾吸附抓取，并可予以排除;且第一冷凝单元、第二冷凝单元为分别包括有第一冷凝盘管、第二冷凝盘管，且第一冷凝盘管具有第一入水口、第一出水口，第二冷凝盘管则具有第二入水口及第二出水口，藉以对含有湿气的气体进行冷凝，而使气体中的污染物质被冷凝后去除。
[0010]本发明的另一目的乃在于该氧化单元的光触媒光源，可发射区段为184.9nm或185nm紫外线光(UV)的光激发，直接形成反应活化性强的臭氧(03)，臭氧进一步被光触媒分解为氧(O)或水(H2O)反应成氢氧有机化合物(OH.)，藉由此连锁反应，产生更多的自由基，可对污染物质进行更为激烈的氧化作用，因氢氧化有机化合物(0H.)的能力高于臭氧的109-101()，可使有机气态污染物被裂解的小片段污染物质分子进行矿化分解，最终将会被分解为无害的二氧化碳(CO2)后排放至空气中，若污染物质为较大的分子，也可先氧化为亲水性物质后，再藉水洗而去除。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的侧视剖面图；
[0012]图2为本发明另一方向的侧视剖面图。
[0013]附图标记说明:1、基座；10、通道；11、气体入口；12、气体出口；2、处理系统；21、氧化单元；22、加湿单元；221、第一水液处理器；2211、清水注入管道；2212、废水排出管道；222、第一供水管;223、第一水雾喷头;23、第一冷凝单元;231、第一冷凝盘管;2311、第一入水口； 2312、第一出水口； 24、水洗单元;241、第二水液处理器;2411、清水注入管道;2412、废水排出管道;242、第二供水管；243、第二水雾喷头；25、第二冷凝单元;251、第二冷凝盘管；2511、第二入水口；2512、第二出水口。
【具体实施方式】
[0014]为达成上述目的与功效，本发明所采用的技术手段及其构造、实施的方法等，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以利完全了解。
[0015]请参阅图1、2所示，分别为本发明的侧视剖面图、另一方向的侧视剖面图，由图中所示可以清楚看出，本发明的有机气态污染物的冷凝处理设备，包括基座1、处理系统2，其中:
[0016]该基座I内部具有中空状的通道10，并于通道10二侧分别设有气体入口11、气体出口 12，可供贯通至外部。
[0017]该处理系统2包括氧化单元21、加湿单元22、第一冷凝单元23、水洗单元24及第二冷凝单元25，而氧化单元21设有可发射紫外线光(UV)的光触媒光源;且加湿单元22设有第一水液处理器221，并由第一水液处理器221连设第一供水管222，再于第一供水管222表面设有多个第一水雾喷头223;另第一冷凝单元23设有第一冷凝盘管231，并于第一冷凝盘管231 二侧分别设有第一入水口 2311、第一出水口 2312;又该水洗单元24设有第二水液处理器241，且第二水液处理器241为连设第二供水管242，而于第二供水管242上设有多个第二水雾喷头243;再者，该第二冷凝单元25则设有第二冷凝盘管251，并于第二冷凝盘管251 二侧分别设有第二入水口 2511、第二出水口 2512。
[0018]上述各构件于实际组构时，是于基座I的通道10内由气体入口11往另一侧气体出口 12处，依序组装处理系统2的氧化单元21、加湿单元22、第一冷凝单元23、水洗单元24及第二冷凝单元25，藉以将气体入口 11处引进的外部气体，通过处理系统2进行灭菌、除臭、滤除污染物质等处理作业后，产生无害的气体由另一侧气体出口 12处向外排出，而利用基座I及处理系统2组构成本发明的处理设备，并可达到净化空气、降低空气污染现象的目的。
[0019]而上述处理系统2的氧化单元21，设有可发射区段为184.9nm或185nm紫外线光(UV的光触媒光源，通过紫外线光(UV)激发直接形呈反应活性强的臭氧(O3)，且臭氧进一步被光触媒分解为氧(O)，或供臭氧(O3)与水(H2O)反应形成氢氧有机化合物(OH.)，则可藉由此连锁反应，产生更多的自由基，即可对污染物质进行更为激烈的氧化作用，因氢氧化有机化合物(OH.)氧化反应的能力为臭氧(O3)的19?101()倍，可使有机气态污染物被裂解的小片段污染物质分子进行矿化分解，最终将会被分解为无害的二氧化碳(CO2)后排放至空气中，若污染物质为较大的分子，也可先氧化为亲水性物质后，再藉水洗而去除;而经由光触媒光源照射后[紫外线(UV)光的波长为I?380nm，本发明的较佳实施例中所应用的紫外线光区段，可为184.9nm或185nm，但并不因此局限本发明紫外线光区段的实施态样]，即可藉由光触媒光源产生的二氧化钛(T12)粒子达到纳米级时所产生性质的改变、变得较为活泼，提供二氧化钛(T12)粒子的表面电子跳脱出来，则使二氧化钛(T12)粒子表面形成电洞，使得空气中的氧气一接触到二氧化钛(T12)粒子表面的电洞，就会形成超氧离子(O2)及空气中的水分子(相对湿度)生成氢氧自由基(0H)，便会产生去抢夺空气中的微小有机物质中的碳原子(C)、并形成氧化还原效应，则使空气中的微小有机物质(例如细菌、臭味、病毒、霉菌或尘螨等)，受到多个光触媒光源投射光线中的紫外线光波长，产生光触媒转换的作用反应，即使空气被转换为二氧化碳(CO2)和水气(H2O),降低对空气污染的程度。
[0020]再者，处理系统2的加湿单元22、水洗单元24，通过第一水液处理器221供水至第一供水管222、第二水液处理器241供水至第二供水管242，再藉由第一供水管222上的多个第一水雾喷头223、第二供水管242上的多个第二水雾喷头243，分别向基座I的通道10内喷洒水雾，并可增加废气的气体中的相对湿度，以供气体中的污染物质的湿度达到饱和线，而供气体进入后续的第一冷凝单元23及第二冷凝单元25处，提高气体被冷凝的效率，可将气体中大多数的污染物质被冷凝的凝核效果，增加气体中污染物质的第一道去除行程;而第一水液处理器221、第二水液处理器241，可分别设有清水注入管道2211、2411，由外部注入清水后分别供应至第一供水管222、第二供水管242，且经第一水雾喷头223、第二水雾喷头243喷洒的水雾滴落入第一水液处理器221、第二水液处理器241后，即可利用过滤设备(图中未示出)将第一水液处理器221、第二水液处理器241中的水液进行净化处理，使第一水液处理器221、第二水液处理器241内的水液保持洁净状态;并可在预定时间后，将被水雾撞击抓取的污染物质形成水滴后滴入第一水液处理器221、第二水液处理器241内，所形成的无污染性废水，通过第一水液处理器221、第二水液处理器241的废水排出管道2212、2412，将无污染性的废水向外排放。
[0021]至于处理系统2的第一冷凝单元23、第二冷凝单元25，则是藉由第一冷凝盘管231、第二冷凝盘管251分别形成连续环转式的盘旋延伸，填满在基座I的通道10空间内，并可通过第一冷凝盘管231的第一入水口 2311、第二冷凝盘管251的第二入水口 2511分别注入低温的冷水或冰水(其入水温度约可为7°C)，使冷水经由第一冷凝盘管231、第二冷凝盘管251的循旋流动，可对进入基座I的通道10内的气体进行冷却、凝结，而通过第一冷凝单元23将气体温度降至9.8°C、第二冷凝单元25再将气体温度降至8.5°C，可有效提高对气体中含带的大多数污染物质被冷凝的凝核效果，即可将气体中的污染物质藉由冷凝的凝核方式予以去除，而第一冷凝盘管231中的冷水由第一入水口 2311注入后，再由第一出水口 2312排出(其出水温度约为9°C);至于第二冷凝盘管251中的冷水由第二入水口 2511注入后，再由第二出水口 2512排出(其出水温度约为8.5°C)，以供第一冷凝盘管23与第二冷凝盘管251中的低温冷水或冰水等(可依实际应用时作选择，并不因此局限本发明的低温冷水或冰水等的应用方式)可以循环流动。
[0022]而当基座I的气体入口11处引进外部气体，气体中含有有机的污染物质[如DMSO —化学式(C2H6OS)、MEA—化学式(C2H7NO)、NMP—化学式(C5H9NO)或Ethylene Glycol —化学式(C2H6O2)等]，使气体先经过近气体入口 11处的氧化单元21以光触媒的紫外线光源照射，可将气体中的污染物质被裂解的小片段污染物质分子进行矿化分解，且最终将会被分解为无害的二氧化碳(CO2)后排放至空气中，若污染物质为较大的分子，也可先氧化为亲水性物质后，待气体进入后续的加湿单元22时，通过第一供水管222上的多个第一水雾喷头223对气体喷洒水雾，使气体的相对湿度增加，并供气体及污染物质的相对湿度达到饱和线，则当气体及污染物质进入第一冷凝单元23时，即利用第一冷凝盘管231中循环的低温冷水或冰水等，对气体及污染物质进行冷凝的凝核作用，则气体及污染物质进入水洗单元24时，再藉第二供水管242上的多个第二水雾喷头243对气体的污染物质喷洒水雾，利用水雾撞击污染物质后，即可抓取气体中的污物质，藉由水洗将气体中相对湿度饱和且经凝核处理的污染物质利用撞击、抓取予以洗去，而可有效去除气体中大多数的污染物质，可将气体中绝大多数的污染物质予以洗去后，使气体再进入第二冷凝单元25中，并对气体进行再次冷凝处理，可避免有机污染物质再挥发，将污染物质予以再度冷凝后，使气体中的污染物质有效被去除，即可将经由处理系统2处理后的洁净气体通过气体出口 12向外排出，使气体出口 12排出的净化空气不致对外部空气或环境造成污染，亦能维护空气的品质，确实对含有污染物质的气体进行强而有力的净化处理作业。
[0023]又，基座I内部通道10中装设的处理系统2，经由依序排列的氧化单元21、加湿单元
22、第一冷凝单元23、水洗单元24及第二冷凝单元25的净化处理作业，并不必装设昂贵的机具设备，成本不会提高，且基座I及处理系统2的使用寿命长，可降低废气处理的费用，更符合经济效益。
[0024]是以，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此局限本发明的专利范围，本发明的有机气态污染物的冷凝处理设备，于基座I内部通道10的气体入口 11处往气体出口12处，依序组装处理系统2的氧化单元21、加湿单元22、第一冷凝单元23、水洗单元24及第二冷凝单元25，并使外部气体由气体入口 11处进入通道10内，利用处理系统2的氧化单元21以光触媒光源照射后，再经过加湿单元22增加气体的相对湿度，通过第一冷凝单元23进行冷凝的凝核作用，且通过水洗单元24以水雾撞击气体中的污染物质后，抓取污染物质，再经第二冷凝单元25进行第二次冷凝处理，以可达到将气体中的污染物质去除、使空气净化的目的，并可有效将气体中的大多数污染物质予以转化成不影响空气、降低对空气或环境破坏程度的功效，有效将空气滤清并避免对环境造成污染，故举凡可达成前述效果的结构、装置皆应受本发明所涵盖，此种简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，合予陈明。
[0025]故，本发明为主要针对有机气态污染物的冷凝处理设备进行设计，利用基座内部通道供组装处理系统的氧化单元、加湿单元、第一冷凝单元、水洗单元及第二冷凝单元，以供外部气体由基座一侧气体入口进入通道内后，受到氧化单元的光触媒光源照射后，再经加湿单元增加气体的相对湿度至饱和线，且利用第一冷凝单元进行冷凝处理后，即利用水洗单元以水雾撞击气体以抓取气体中含带的污染物质，并经第二冷凝单元处理后，而可达到将气体中污染物质通过处理系统处理后，成为净化空气由气体出口排出为主要保护重点，且基座与处理系统可将气体中污染物质处理后，成为对空气无害的气体，乃仅使避免污染空气或环境的优势，以供维护空气品质，然而，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，合予陈明。
[0026]综上所述，本发明上述的有机气态污染物的冷凝处理设备于实际应用、实施时，为确实能达到其功效及目的，故本发明诚为一实用性优异的研发，为符合发明专利的申请要件，爰依法提出申请，盼审委早日赐准本案，以保障发明人的辛苦研发、创设，倘若钧局审委有任何稽疑，请不吝来函指示，发明人定当竭力配合，实感德便。
【主权项】
1.一种有机气态污染物的冷凝处理设备，包括基座及位于该基座内部的处理系统，其特征在于: 该基座内部具有中空状的通道，并于该基座的通道二侧分别设有供外部气体进入的气体入口、供处理后气体输出的气体出口，且该通道内供组装处理系统;及 该处理系统由该基座的通道一侧该气体入口往另一侧该气体出口间依序排列，则包括将气体污染物分解的氧化单元、使气体湿度增加的加湿单元、将气体冷却降温的第一冷凝单元、对气体冲洗的水洗单元及对气体再次冷却降温的第二冷凝单元。2.如权利要求1所述有机气态污染物的冷凝处理设备，其中该处理系统的氧化单元包括将气体中污染物进行裂解的一组以上的光触媒光源，而该光触媒光源为发射184.9nm或185nm紫外线光的光源。3.如权利要求1所述有机气态污染物的冷凝处理设备，其中该处理系统的加湿单元包括第一水液处理器、通过该第一水液处理器提供水源的第一供水管及将该第一供水管内部水源以水雾方式喷洒的多个第一水雾喷头。4.如权利要求1所述有机气态污染物的冷凝处理设备，其中该处理系统的第一冷凝单元包括第一冷凝盘管，该第二冷凝单元则包括第二冷凝盘管，而该第一冷凝盘管及该第二冷凝盘管分别设有供冷凝水进入的第一入水口、第二入水口，且该第一冷凝盘管及该第二冷凝盘管再分别设有供冷凝水排出的第一出水口、第二出水口。5.如权利要求1所述有机气态污染物的冷凝处理设备，其中该处理系统的水洗单元包括第二水液处理器、通过该第二水液处理器提供水源的第二供水管及将该第二供水管内部水源以水雾方式喷洒的多个第二水雾喷头。
【文档编号】B01D53/76GK106000086SQ201510960174
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月18日
【发明人】林素妃
【申请人】兆广国际股份有限公司