廢污水處理綠色轉型 新興廢水處理技術應用平台

適用行業及污染物(濃度)

• 廢硫酸濃度50~80%
• 雙氧水≤5%
• 氯離子≤1ppm
• 氟離子≤2ppm

技術原理

採用某國際知名化學大廠SAR技術(sulfuric acid regeneration, SAR)主要利用硫磺及硫酸經熱裂解、兩段水洗純化後去除硫磺及硫酸之雜質，後經觸媒催化後產生之三氧化硫，並以水洗吸收方式製成產品濃硫酸，或再製純化製成電子級硫酸，其分成五個製程(裂解、淨化、轉化、吸收和純化)。

技術概述

• 熱分解廢酸：硫磺及硫酸進料後至個別貯槽，硫酸會先至密閉式調配槽內再次確認濃度及做進料量調配，再與硫磺一併以管線輸送至裂解爐中，並以天然氣作為燃料加熱至接近1000℃，使硫磺及硫酸經裂解及燃燒反應，轉換成二氧化硫氣體，再經廢熱鍋爐回收系統，利用製程回收之熱能產生低壓蒸氣，提供硫酸純化設備作為三氧化硫蒸發熱源使用。自產蒸氣亦做為熱追蹤管線使用，加熱使得液態硫磺貯槽至一定溫度以上，避免硫磺凝固。
• 淨化煙氣：此單元有兩個功能，(1)隔熱洗滌：經廢熱鍋爐回收系統後之製程氣體，使用洗滌方式將氣體中雜質去除洗淨，並將氣體溫度從300℃降至80℃左右。(2)煙氣冷卻單元：過量的水蒸氣將被冷凝下來，冷凝介質為冷卻迴流水。
• 轉化二氧化硫/三氧化硫：經淨化後之煙氣送至轉化塔(填充五氧化二釩催化劑)，將二氧化硫轉化成三氧化硫。
• 吸收三氧化硫：最終將三氧化硫煙氣移至一吸收塔中，經由硫酸及水吸收，產生發煙硫酸，最後再以洗滌吸收塔水洗方式，製成濃硫酸產品出貨。
• 硫酸純化：吸收單元所產生之發煙硫酸通過薄膜蒸餾法，產生高純度且無金屬離子的三氧化硫氣體，接着將稀釋的三氧化硫氣體與高純度稀硫酸混合，並過濾除去其固體雜質，可得半導體級硫酸。

重要操作參數

• 裂解爐溫度：1000~1090℃
• 淨化區：經廢熱鍋爐回收系統後之製程氣體，須從300℃降至80℃左右。
• 轉化塔反應溫度：380℃以上引發觸媒反應。
• 吸收塔的溫度：70~85℃，以獲得最有效的三氧化硫和水蒸氣吸收。
• 電子級硫酸的半導體級製程：薄膜蒸餾技術。

技術限制與優化方向

• 廢硫酸濃度：>50%
• 雙氧水≤5%
• 氯離子≤1ppm
• 氟離子≤2ppm
• 觸媒反應溫度不超過700℃，與水或濕氣接觸會有腐蝕性。

符合 4L+C 資源循環、節能減碳

循環經濟、低碳排放/低耗能

低碳排放/低耗能

環境碳排放效益計算：

與傳統線性電子酸循環製程進行比較，其碳減量效益如下：

• 與傳統線性電子酸循環1.0製程相比：每處理1噸酸液可減碳1.06 tCO₂e
• 與傳統線性電子酸循環2.0製程相比：每處理1噸酸液可減碳2.72 tCO₂e

備註：

• 一般線性循環1.0指的是晶圓代工廠在生產過程中所產生的廢酸處理方式，具體流程為廢酸並未經過廠外再利用或回收循環程序，於廠內利用氫氧化鈉(45%)中和處理後，以廢水形式排放進入污水處理系統，進而可能對環境產生較高的碳排放負擔。
• 一般線性電子酸循環2.0指的是晶圓代工廠將產生的廢酸與氨水(28%)進行化學反應，生成硫酸銨前驅物((NH₄)₂SO₄)。這一過程可部分減少廠內酸鹼中和處理需求，並將廢酸轉化為可利用的副產品。產生的硫酸銨前驅物會被運送至專業回收處理廠，進一步加工處理，使其成為可用於肥料或其他工業用途的硫酸銨產品。此處是假設工廠內40%廢酸進行氫氧化鈉(45%)中和；另外60%與氨水(28%)進行化學反應，生成硫酸銨前驅物((NH₄)₂SO₄)。
• 本碳足跡估算為商轉前之初步評估，並以理論年產能23,608噸電子級硫酸98%為基礎，比對現行廢酸處理方式一般線性循環1.0及循環2.0。

循環經濟

經實廠操作所得產量計算硫回收率可達100%回收(微量硫逸散約0.97%忽略不計)

技術流程