TFT-LCD產業揮發性有機物(VOCs)空氣污染之減量與防制之研究

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蘇浩傑(HAO-CHIEH SU) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所在職專班

論文名稱

TFT-LCD產業揮發性有機物(VOCs)空氣污染之減量與防制之研究
(Investigation on VOCs Emission from TFT-LCD industry)

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摘要(中)

國內已將TFT-LCD (薄膜電晶體液晶顯示器Thin-film transistor liquid-crystal display)列為兩兆雙星產業重點培植產業之一，隨者產品世代不斷提升及玻璃基板面積的擴大，隨之其排放製程廢氣量也繼續增加，為了因應光電產業之蓬勃發展而隨之帶來的空氣污染問題，環保署亦已立法通過【光電材料及元件製造業空氣污染管制及排放標準】並於民國95年1月5日訂定發布，希望藉由法律達到有效規範光電產業製造所產生之揮發性有機物及無機酸排放之目的。本論文針對TFT-LCD廠實廠進行VOCs進行減量之成果加以整理分析，希望藉由此項研究，分析產業之尾氣排放廢氣之成分、風量及單位產品之污染物排放量
本研究結果得知:
1.串聯多道空氣污染設備:當空氣污染物生產機台排放出來至煙道口排放至環境的過程中，以兩種以上防制設備串聯處理，可有效降低空氣污染物之排放，提高處理效率。
2.製造改善：降低或停止使用產生空氣污染物之原料，由源頭改善而非管未處理，為最有效降低空氣污染物排放之方法；本研究中去光阻製程以CO2取代IPA，不但減少VOCs之排放，同時亦減少該工廠之CO2 排放量。
3.現有空氣污染防制設備改善(操作改善): 藉由檢測分析了解現有空氣污防制設備中，TO爐或RTO其燃燒溫度越高，產生之燃燒副產物越少且濃度越低。
4.不同之空氣污染防制設備處理效率比較，經由檢測分析，Scrubber及活性碳流體化床與冷凝系統之效率不佳，即使進行各種操作改善仍無法提升效率，因此，更新污染防制設備為沸石轉輪與RTO，有效達到效率提升之目的。
5.實廠VOCs實際排放量，本研究五代廠(CF內製)之VOCs排放係數為
0.087 kg/ m2。與環保署公告液晶顯示器製造程序之排放係數0.18 kg/ m2
相較，約相差兩倍。
希望通過本項研究，能提供相關業者作為空氣污染操防制及後續新建廠改進之參考。

摘要(英)

In Taiwan TFT-LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display) is considered as one of the major industries by the government. By following with the next generation growing and glass substrate expansion, manufacturing exhausted emission has increased continuously. In order to resolve air pollution issue caused by the booming optoelectronics industry, the government published “Air Pollution Controls and Emission Standards for Optoelectronics Materials and Parts Manufacturing” on 5th Jan. 2006.
This thesis focuses on the analysis of VOCs emission and reduction from a fifth-generation TFT-LCD manufacturing plant. There are five categories in air pollution improvement methods.
(1)Combine two or more air pollution control devices in series – It can increase the efficiency and reduce the amount of air pollution emission by combining two or more equipments in series.
(2)Process improvement –To reduce or stop using the materials which cause air pollution. Compared with the tail-of-pipe air pollution control reduction of it’s formation from the source is more effective. (3)Control equipment improvement –Optimization of the operation of existing air pollution control devices optimize the operation parameter to increase the control efficiency and reduce emission by analysis the efficiency of current control system.
(4)Compared with the fluidized bed adsorption system and scrubber, the RTO and zeolite system resnlts in a better performance.
(5)The VOC emission factor obtained from this study for TFT-LCD (G5,CF in house) manufacturing process is 0.087 kg/ m2.

關鍵字(中)

★ 冷凝器
★ 揮發性有機物
★ 薄膜電晶體液晶顯示器
★ 去除效率
★ 沸石轉輪
★ 蓄熱式燃燒爐

關鍵字(英)

★ TFT-LCD
★ Volatile Organic Compounds
★ Zeolite
★ Regenerative burner
★ condenser

論文目次

第一章前言……………………………………………………… 1
1-1 研究緣起………………………………………………… 3
1-2 研究目的………………………………………………… 3
第二章文獻回顧………………………………………………… 5
2-1 法規探討………………………………………………… 5
2-1-1 國際間對相關產業之空氣污染之法律規定…………… 5
2-1-2 我國對TFT-LCD產業之空氣污染相關法規………… 10
2-2 TFT-LCD製程及排氣種類介紹………………………… 12
2-2-1 TFT-LCD製程-Array段製程介紹……………………… 15
2-2-2 TFT-LCD製程-CF段製程介紹………………………… 18
2-2-3 TFT-LCD製程-Cell段製程介紹………………………… 18
2-3 TFT-LCD製程排放廢氣種類及成分介紹……………… 19
2-4 空氣污染防治設備及污染防制原理…………………… 25
2-4-1 洗滌塔去除空氣污染物基本原理-吸收法……………… 25
2-4-1-1 Wet scrubber 濕式洗滌塔……………………………… 28
2-4-1-2 濕式洗滌塔基本構造…………………………………… 29
2-4-2 冷凝器去除空氣污染物基本原理-冷凝法……………… 32
2-4-2-1 Condenser冷凝器……………………………………… 34
2-4-2-2 冷凝器基本構造………………………………………… 37
2-4-3 沸石轉輪/活性碳流體化床吸附法基本原理-吸附法………………………………………………………… 40
2-4-3-1 沸石轉輪/活性碳流體化床……………………………… 45
2-4-3-2 活性碳流體化床基本構造……………………………… 47
2-4-3-3 沸石轉輪基本構造……………………………………… 49
2-4-4 燃燒法基本原理………………………………………… 52
2-4-4-1 直然式燃燒爐(TO) 基本構造…………………………… 56
2-4-4-2 蓄熱式燃燒爐(RTO/RRTO)與蓄熱式觸媒氧化爐………………………………………………………… 60
2-5 台灣TFT-LCD產業VOCs防制設備設置概況………………………………………………………… 68
第三章研究設備及方法………………………………………… 72
3-1 研究流程………………………………………………… 72
3-2 資料收集………………………………………………… 74
3-2-1 資料蒐集範圍…………………………………………… 76
3-3 採樣及分析方法………………………………………… 77
3-3-1 Impinger採樣方法……………………………………… 77
3-3-2 GC-FID採樣分析方法…………………………………… 78
3-3-3 FTIR採樣分析方法……………………………………… 80
3-3-4 IC分析方法……………………………………………… 82
3-4 排放係數推估…………………………………………… 84
第四章結果與討論……………………………………………… 88
4-1 串聯兩種空氣污染防制設備對空氣污染物排放之減量效果……………………………………………………… 88
4-2 製程改善對空氣污染防制之貢獻……………………… 91
4-3 現有設備的處理效率和改善方向……………………… 95
4-3-1 直燃式燃燒爐處理VOCs之最佳操作溫度…………… 95
4-3-2 直燃式燃燒爐與蓄熱式燃燒爐實廠操作之比較……… 98
4-3-3 直燃式燃燒爐與流體化床活性碳塔實廠操作之比較………………………………………………………… 103
4-3-4 直燃式燃燒爐與濕式洗滌塔實廠操作之比較………… 105
4-4 TFT-LCD五代廠之排放係數推估……………………… 106
第五章結論與建議……………………………………………… 110
5-1 結論……………………………………………………… 110
5-2 建議……………………………………………………… 111
參考文獻 …………………………………………………………… 112
附錄一 A廠有機溶劑使用量統計資料………………………… 118
附錄二 C廠RTO效率檢測資料………………………………… 121

參考文獻

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指導教授

張木彬(Moo-Been Chang)

審核日期

2008-7-23

推文