NSC95-EPA-Z-033-002

(B) 觸 媒 熱 裂 解 ( Catalytic Decomposition System )觸 媒 熱 裂 解 技 術 為 加 入 觸 媒 之 方 式 降 低 反 應 的 活 化 能 , 增 加 反 應 速 率 , 使 反 應 可在 較 低 的 溫 度 下 進 行 ( 約 500~750℃), 而 將 PFCs 加 以 分 解 破 壞 , 一 般 而 言 , 利 用 觸媒 來 促 進 反 應 的 進 行 , 就 能 源 利 用 率 而 言 是 較 為 經 濟 有 效 。 但 是 因 為 大 部 份 的 觸 媒 會受 到 尾 氣 中 混 雜 的 高 分 子 量 化 合 物 和 微 粒 的 被 覆 和 鹵 素 化 學 物 的 毒 害 , 造 成 觸 媒 之 活性 喪 失 。目 前 市 場 上 有 日 本 Hitachi 公 司 於 1998 年 開 發 加 入 觸 媒 之 方 式 轉 化 PFCs; 其 發 展測 試 之 觸 媒 (P-100) 分 解 PFCs 的 效 果 極 佳 , 由 熱 力 學 數 據 顯 示 CF 4 於 觸 媒 中 自 身 的 熱 裂解 , 及 與 其 他 氣 體 反 應 而 裂 解 之 自 由 能 ( free rnergy )ΔG, 如 反 應 式 (2-3)~(2-7), 在 反應 溫 度 1,000 K 下 , 可 得 知 單 獨 添 加 CF 4 所 需 之 裂 解 潛 能 為 最 高 , 但 是 於 考 量 實 用 及 經濟 之 雙 重 因 素 下 , 故 選 擇 H 2 O 添 加 於 系 統 中 ; 另 外 亦 針 對 純 NF 3 、SF 6 、CHF 3 、C 2 F 6 、C 3 F 8 和 C 4 F 8 進 行 觸 媒 熱 裂 解 之 研 究 , 在 特 定 操 作 條 件 下 , 其 初 步 測 試 效 果 可 得 到 近 100% 的 削 減 率 。CF 4 → C + 2 F 2 ΔG = 781 (kJ/mol) (2-3)CF 4 + O 2 → CO 2 + 2 F 2 ΔG = 385 (kJ/mol) (2-4)CF 4 + 2 H 2 O → CO 2 + 4 HF ΔG = -343 (kJ/mol) (2-5)CF 4 + 4 H 2 → CH 4 + 4 HF ΔG = -313 (kJ/mol) (2-6)CF 4 + CH 4 + 2 O 2 → 2 CO 2 + 4 HF ΔG = -1144 (kJ/mol) (2-7)(C) 電 漿 破 壞 ( Plasma Abatement )電 漿 為 一 種 部 分 離 子 化 之 氣 體 , 其 利 用 高 能 電 子 破 壞 分 子 鍵 結 , 可 在 低 溫 下 產 生大 量 的 自 由 基 , 現 今 已 廣 泛 應 用 在 半 導 體 製 程 , 工 業 鑽 石 鍍 膜 及 廢 棄 物 處 理 , 近 年 來已 有 若 干 學 者 嘗 試 以 低 溫 電 漿 來 轉 化 全 氟 化 物 ( 如 CF 4 、C 2 F 6 、CHF 3 ……), 於 低 溫 電漿 下 , 原 子 及 自 由 基 之 含 量 約 在 1%~50% 之 間 , 帶 電 粒 子 之 含 量 則 小 於 0.1%, 故 以低 溫 電 漿 去 除 PFC 之 原 理 , 乃 利 用 高 能 電 子 ( energetic electrons ) 撞 擊 PFC 分 子 及 其 他添 加 氣 體 產 生 許 多 高 活 性 的 自 由 基 ( radicals ) 後 , 自 由 基 再 相 互 反 應 生 成 其 他 對 溫 室15