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研究生:黃青嶺
研究生(外文):Chimg-Ling Huang
論文名稱:TFT-LCD產業揮發性有機物(VOCs)空氣污染防制設備直燃式燃燒爐(TO)與旋轉蓄熱式燃燒爐(RRTO)效能差異研究
論文名稱(外文):TFT-LCD Industry Prevention Of VOCs Air Pollution Using Control Equipment TO And RRTO Performance Comparison Analysis Research
指導教授:羅煌木
指導教授(外文):Huang-Mu Lo
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:環境工程與管理系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:114
中文關鍵詞:揮發性有機氣體旋轉蓄熱式燃燒爐直燃式燃燒爐空氣污染防治設備薄膜電晶體液晶顯示器
外文關鍵詞:TOAPCDRRTOTFT-LCDVOCs
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TFT-LCD光電產業在生產製造中使用大量的有機溶劑,因此製程產生許多VOCs(揮發性有機溶劑)廢氣,沸石轉輪濃縮焚化系統處理VOCs廢氣應用在半導體製造業已經有多年歷史,目前科學園區約有60%以上使用其設備來控制所排放VOCs廢氣,其處理效能均可達90%以上,是目前最適合光電相關製造業,且符合民國95年1月5日所發布“光電材料及元件製造業空氣污染管制及排放標準”被公認為最穩定且處理效率最佳之空氣污染防制設備。
本論文針對TFT-LCD廠實廠進行旣有VOCs處理設備“直燃式燃燒爐(TO)”與新增設VOCs處理設備“旋轉蓄熱式燃燒爐(RRTO)”探討比較,並將其兩種不同空氣污染防制處理設備,效能與差異作更深入分析、研究;經由本研究結果得知:
不同之空氣污染防制設備處理效率比較,經由實際檢測分析,原設置直燃式燃燒爐(TO),即便進行各種操作改善仍無法提升效率,因此更新VOCs污染防制設備為旋轉蓄熱式燃燒爐(RRTO),除了提高VOCs處理效率外並因較高的燃燒溫度產生之燃燒副產物越少且濃度越低,同時也替企業省下大筆的操作費用,不僅節能亦減碳(廢),也期望通過本論文研究,能提供相關業者作為日後新建廠時設置空氣污染防制設備之參考與建議。
Organic solvents have been largely used in the manufacturing process in TFT-LCD photoelectric industry. Therefore, large amounts of volatile organic compounds (VOCs) may be produced in the production process if not properly controlled. These VOCs contain (CH3)2SO, C2H7NO, C8H18O3, (CH3)2S2, (CH3)2S, C8H8, (CH3)2CHOH and (CH3)2CO that may cause unpleasant odor and affect human health. Rotary regenerative thermal oxidizer (RRTO) has been found to be efficient to remove these VOCs in the semiconductor manufacturing industry accounting for 60%. Around 90% of VOCs removal efficiency can be achieved via RRTO air pollution control device (APCD). It is found suitable to be the best available control technology for the VOCs control. RRTO APCD can meet the emission standard of VOCs in photoelectric industry promulgated and regulated by Taiwan EPA in 2006.
In this study, removal efficiency, operational performance and energy saving of RRTO and TO APCDs were investigated. Results showed that RRTO could remove VOCs to an extent of 90% better than TO. In addition, RRTO can reduce the energy consumption compared to TO. Via this study, it is evident that operational performance of RRTO is better than that of TO and therefore it can be used and referred to future APCD installation. RRTO can meet the national VOCs emission standard and it also can meet the policy of energy saving and carbon reduction.
目錄
摘要 I
Abstract III
誌謝 IV
目錄 VI
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 前言 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 1
1.3研究流程 2
第二章 文獻回顧 3
2.1光電產業 (TFT-LCD) 產業簡介 3
2.1.1液晶的發現與各國TFT- LCD產業的發展歷程 3
2.1.2我國光電產業 (TFT-LCD) 現況分析 5
2.2薄膜電晶體液晶顯示器(TFT- LCD)的顯示原理 7
2.2.1 光電產業薄膜電晶體液晶顯示器(TFT- LCD) 的生產流程介紹 9
2.2.1.1光電產業薄膜電晶體 Array製造流程: 11
2.2.1.2光電產薄膜電晶體 CELL製造流程: 14
2.2.1.3光電產業薄膜電晶體彩色濾光片(Color Filter)製造流程: 20
2.2.1.4光電產業薄膜電晶體模組(Module)製造流程: 21
2.2.2 TFT-LCD製程產生廢氣成份與種類介紹 22
2.3 (VOCs)揮發性有機物 28
2.3.1 揮發性有機物定義及來源 28
2.3.2 揮發性有機物對人體的影響 30
2.3.3 揮發性有機物的管制標準 31
2.4 TFT-LCD產業法規探討 32
2.4.1 各國對光電相關產業空氣污染相關之法律規定 32
2.4.2 我國光電製造業空氣污染管制及排放標準 35
2.5空氣污染防制設備及原理 42
2.5.1空氣污染防制設備選用邏輯概述 42
2.5.1.1沸石轉輪基本原理-吸附法 43
2.5.1.2沸石轉輪基本構造 47
2.5.1.3沸石轉輪材質介紹 51
2.5.2燃燒氧化基本原理 52
2.5.2.1直燃式燃燒爐(TO,熱回收式)基本構造 54
2.5.2.2蓄熱式燃燒爐(RTO/RRTO) 基本構造 57
2.6我國光電產業VOCs防制設備設置概況 63
第三章 研究方法 66
3.1研究背景 66
3.2資料收集 66
3.2.1 收集資料範圍 67
3.3採樣及分析方法 68
3.3.1 FTIR採樣分析 68
3.3.2 GC-FID採樣分析方法 70
3.4空氣污染物產出之排放係數推估 73
第四章 結果與討論 79
4.1直燃式(TO)爐與旋轉式焚化爐(RRTO)實廠操作之比較 79
4.2既有連續監測與第三公正單位SGS實廠檢測處理效率之比較 83
4.3直燃式(TO)爐與旋轉式焚化爐(RRTO)之節能效益比較 85
第五章 結論與建議 90
5.1 結論 90
5.2 建議 90
參考文獻 91
附錄一. SGS煙道總有機氣體自動監測原始數據_P311 100
附錄二. SGS煙道總有機氣體自動監測原始數據_P308 107
附錄三. 97年1月~97年8月每日柴油月量記錄表 114

表目錄
表2.1 全球大尺寸TFT LCD面板公司的營收與市場佔有率 5
表2.2 ARRAY製程使用化學品及特殊氣體 24
表2.3 CELL及CF製程使用化學品及特殊氣體 25
表2.4 TFT-LCD產業常見之去光阻剝離液 25
表2.5 高科技業常見去光阻製程產生之VOCs種類及化物特性 26
表2.6 國外高科技產業VOCs排放標準彙整 33
表2.7 國外高科技產業無機酸排放標準彙整 35
表2.8 光電業排放之空氣污染物排放標準 39
表2.9 直接焚化法之建議操作溫度 55
表2.10 RTO控制設備比較之優缺點 60
表2.11 RRTO控制設備比較之優缺點 62
表4.1 TO爐與RRTO爐比較表 80
表4.2 實廠VOCs處理系統-TO爐與RRTO爐檢測分析 81
表4.3 實廠 TO 爐燃燒溫度vs.排放濃度 82
表4.4 氧化爐燃燒不完全而生成衍生物導致異味問題 83
表4.5 光電業排放之空氣污染物排放標準 84
表4.6 RRTO與TO爐之操作成本比較 87
表4.7 二氧化碳排放指數(能源耗用量與CO2換算表) 89


圖目錄
圖1.1 研究流程圖 2
圖2.1 扭轉向列型液晶單元調制光穿透之原理 8
圖2.2 TFT LCD顯示器組成構造 9
圖2.3 TFT LCD面板製造之三大製程關聯圖 10
圖2.4 薄膜電晶體液晶顯示器TFT-LCD製程 11
圖2.5 TFT LCD面板製造之Array製程 11
圖2.6 TFT LCD面板製造之Cell製程 15
圖2.7 彩色濾光片製造流程 21
圖2.8 TFT LCD面板製造之Module製程 22
圖2.9 A廠實際排放酸性空氣污染物製程百分比(CMM,%) 27
圖2.10 A廠實際排放有機性空氣污染物製程百分比(CMM,%) 28
圖2.11 VOCs依風量與濃度選擇適用污染防制設備圖 43
圖2.12 沸石轉輪&燃燒爐VOCs處理系統 47
圖2.13 沸石轉輪 48
圖2.14 疏水性沸石轉輪 48
圖2.15 沸石轉輪處理系統 50
圖2.16 沸石之環狀結構-可由6、8、10或12個四面體組成。 52
圖2.17 直燃式燃燒爐(有熱回收型式) 57
圖2.18 RTO焚化器示意圖 59
圖2.19 TO、RTO、RRTO之比較 61
圖2.20 RRTO燃燒爐示意圖 61
圖2.21 RRTO燃燒爐氣流示意圖 63
圖2.22 光電產業VOCs廢氣之常見處理設備 65
圖3.1 FTIR採樣示意圖 69
圖3.2 FTIR偵測原理與光譜分析流程 70
圖3.3 GC-FID 分析儀器示意圖簡介及基本原理 71
圖3.4 GC-FID 點火示意圖 73
圖3.5 排放總量推估方式依成本及其推估結果之可信度 77
圖3.6 迴歸統計推估邏輯流程圖 78
圖4.1 TO爐出口濃度分布 82
圖4.2 實廠TO爐燃燒溫度vs.排放濃度 83
圖4.3 第三公正單位SGS實廠檢測數據 85
圖4.4 L5B VOC防治設備處理效率 85
圖4.5 L5B VOC防制設備燃燒爐温度統計 88
圖4.6 L5B VOC防制設備柴油用油量統計 88
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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