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工 廠 揮 發 性 有 機 氣 體 ( V O C s ) 控 制 技 術

與改善案例介紹

台灣產業服務基金會 工程師郭志軍、 宋明裕、司洪濤

一、前言

惡臭問題一直是民眾關注的環保問題之一，由行政院環保署民眾

陳情案件統計資料顯示，惡臭陳情案件長期居於空氣污染陳情案件之

第一位。惡臭物質來源廣泛，就產生機制而言，分為生物分解、化學

反應、物理作用三類；就惡臭化學物質而言，分為有機物及無機物；

就人類活動而言，分為生活、農業、工業、商業四類。在「空氣污染

防制法施行細則」雖明確定義之惡臭物質為硫化甲基、硫醇類及甲基

胺類物質，但引起臭味問題之物質包含揮發性有機物及無機物，其主

要係以碳、氫、氧、氮、硫、鹵素等元素構成。其中，VOCs 往往因

工業製程產生逸散，或收集處理效率不佳所致，因而成為產生臭味主

要物質之一；尤以工業所產生之 VOCs 惡臭氣體較受社會重視，相對

地產生之陳情比例亦較高。表 1 及表 2 列出依化學結構區分之常見臭

味物質及其發臭官能基，顯示具剩餘電子對之不飽合、含氧、含還原

態氮、含還原態硫、含鹵素等碳氫化合物具特殊味道；如將此等物質

氧化 (即奪去其剩餘電子)，則可減輕其味道。本文將介紹工廠 VOCs

收集及控制技術，及實廠輔導 VOCs 減量改善之案例。

表 1 常見臭味物質及其發臭官能基(非含氧烴)

分類 名稱 分子式或結構式 (箭頭指發臭官能基) 發臭官能基 味道

脂肪烴 1,3-丁二烯

烯基 瓦斯味

芳香烴 苯乙烯

苯環、烯基 塑膠味

氨

還原態氮 (負三價)

氨味

甲胺

(同上) 氨味

三甲胺

(同上) 魚腥味

糞臭素 (Indole)

(同上) 糞便味

含還原

態氮化

物

甲基糞臭素 (Skatole)

(同上) 糞便味

含還原

態 硫化氫

還原態硫 (負二價)

腐蛋、陰溝

味

甲硫醇

(同上) 瓦斯、腐菜味

硫化甲基

(同上) 腐菜味

硫化物

二硫化甲基

還原態硫 (負一價)

洋蔥味

含鹵烴 氯仿

碳氯團 醚味

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表 2 常見臭味物質及其發臭官能基(含氧烴及植物精油)

分類 名稱 分子式或結構式 (箭頭指發臭官能基) 發臭官能基 味道

含氧烴 乙醛

碳氧基 刺鼻味

丙酮

碳氧基 刺激性甜味

乙酸乙酯

酯基 鳳梨香

乙酸

有機酸基 醋酸味

二、VOCs收集

臭味防制基本方法之一為減少臭味物質進入大氣環境，可由製程

改善與管理、臭氣之抽除、裝設控制設備等方法達成。目前工業界常

用之臭氣抽除方式，乃藉由適當型式氣罩 (hood) 配合抽氣設備及管線，將其抽送至處理設備；其抽除效率則與氣罩型式大小、氣罩與排

放源之關係位置、抽氣量（或捕集速度）等因素有關。

一般所應用的集排氣系統包括局部排氣及整體換氣系統（如圖

1），二系統所選用之考量因素包括污染物毒性強弱、濃度高低、產生量多寡、污染源分佈狀況、污染源與作業人員之距離以及設備費用

等。

整 體 換 氣 局 部 排 氣

圖 1 整體換氣及局部排氣系統示意圖

資料來源：經濟部工業局，揮發性廢氣減量處理技術講習會簡報資料，2004 年。

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整體換氣系統主要是供給新鮮空氣以稀釋作業場所中污染物濃

度，同時自作業場所中將污染空氣收集，降低污染物濃度，系統應用

時機包括污染物濃度較低之場所、污染物產生量少時、污染發生源均

勻且廣佈等。此法雖可提高室內空氣置換率，但也造成換氣風量大，

處理設施設置成本較高，且需考量氣流方向，避免廢氣產生累積現象

（如圖 2）。

側 風 方 向

側 風 方 向

污 染 源

污 染 源

圖2 整體換氣方向與呼吸帶臭氣濃度示意圖 資料來源：經濟部工業局，揮發性廢氣減量處理技術講習會簡報資料，2004 年。

局部排氣系統（如圖 3）則是在高濃度污染物未逸散於大氣前，利用氣罩將污染物侷限並以氣流（吹、吸）將污染物捕集，並在處理

後排放至大氣，系統應用時機包括污染物毒性強、濃度高、量多、污

染物進入空氣流速快之場所、作業人員距離污染源近等。此法具有換

氣風量少且易控制臭氣擴散範圍，以及可採導管系統，以導引氣罩接

近污染源優點，但有不易應用於大範圍污染源且外裝式氣罩捕集效果

易受側風影響等缺點。

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氣罩 1

氣罩 2

氣罩 3 空氣清淨裝置

排氣機

導管

排氣口

肘管

合流

圖 3 局部排氣裝置

資料來源：行政院勞委會勞安衛研究所，局部排氣導管設計程式使用手冊。

圖 4 為金屬板冷軋作業裝置之頂蓬型氣罩圖例，本作業雖屬冷軋，但因軋片輥筒彼此間之摩擦，致產生大量熱氣及潤滑油霧液滴

(Oil Mist)，因此需考量氣流狀態、機械構造以及作業特性等諸因素，宜採頂蓬型氣罩進行集氣。由於此類機械設備之構造型體較為龐大，

且廢氣逸散污染發生源通常分散多處，因此所需氣罩之開口面及尺寸

皆屬大型，致使排氣量亦隨之增大。 圖例中所示之排氣量及壓力損失等數值，係指各氣罩所收集廢氣

匯集於主風管中之總排氣量及總壓力損失，並非單指各別氣罩之排氣

量及壓力損失。此外，在作業上容許之情況下，宜於各氣罩開口面之

周邊裝配法蘭(Flange)，凸緣，以增加進氣罩之集氣效果。

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圖4 金屬板冷軋作業裝置之頂蓬型氣罩圖例

資料來源：經濟部工業局，「局部排氣氣罩設計實例」技術手冊

三、VOCs控制技術

VOCs 臭味控制技術可區分為氧化法與吸附法，其中氧化法包括焚化法、濕式洗滌法、乾式氣體氧化法及生物濾床法，一般可以單一

技術或二種以上技術組合（串連）以完成單一臭氣處理工作。

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1.焚化法

焚化控制技術可分為直接焚化法與觸媒焚化法，其乃將臭味物

質轉化成氧化物，最典型之例子即為碳氫化合物轉化成二氧化碳及

水。焚化爐設計時需能供給氧氣並滿足燃燒溫度、停留時間及廢氣

擾流等三個燃燒條件，每個條件皆可視需要情況加以修正，並準確

控制，以使廢氣獲得完全燃燒，達到預期之處理效果。

(1)直接焚化法

在直接焚化法中，臭氣於 650～820℃下停留 0.3～0.6 秒，並與氧氣充份混合，臭味物質即可被氧化，其氧化效率可達 95～99％。若於有致臭性粒狀物質存在之情況下，燃燒溫度有需要提升至約 1,150℃，且停留時間亦需延長至 2 秒左右，方能將可燃性粒狀物質燃燒氧化。

直接焚化法脫臭裝置之特色係對於含任何濃度臭味物質之廢

氣，可藉由特定燃燒溫度而獲得高脫臭效率。來自污染源廢氣進

入裝設於焚化爐附近之熱交換器，藉由處理後排氣之餘熱進行熱

回收，以預熱待處理廢氣，經預熱後之廢氣再進入焚化爐內進行

氧化脫臭。

(2)觸媒焚化法

觸媒是一種能引發或加速化學反應而本身不受影響之材料，

因具有特殊之化學性質而能降低燃燒溫度，使製程排放廢氣中所

含有機物質或碳氫化合物等具臭味物質，能於較低之燃燒溫度下

即可氧化而轉換成二氧化碳及水等無害物質。當氣體濃度即使位

於「低燃燒下限 (LEL)」以下之範圍內，亦能藉由觸媒促使完全燃燒反應之進行。由於觸媒焚化法所需之燃燒溫度較低，故輔助

燃料之添加可大大地減少。

直接焚化法與觸媒焚化法之燃燒條件差異如表 3 所示，最大差異在於燃燒溫度及火焰之狀態。

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表 3 直接焚化法與觸媒焚化法之主要差異

項 目 直接燃燒法 觸媒氧化法

燃燒溫度

燃燒狀態

空間速度

(停留時間)

650～820℃

高溫火燄中停留一定時間

7,500～12,000m3/hr/m3

(0.3～0.5 秒)

150～480℃

接觸觸媒不生成火燄

15,000～25,000 m3/hr/m3

(0.14～0.24 秒)

2.濕式洗滌法

濕式洗滌法亦稱為吸收法，係利用洗滌液吸收臭味物質，並由

其中之化學藥劑進行反應或化學氧化作用，而去除空氣中臭味物質

之程序。所謂氣體吸收係藉由氣相與液相之接觸，使氣相中之臭味

物質因溶解而轉移到液相，以達到分離目的之一種操作，例如氨氣

與空氣之混合物通過水中時，氣相中之氨氣溶於水中形成氨水溶

液，而空氣則自水面逸出。在濕式洗滌法中最常用之洗滌液為清

水，部分臭味物質（如氨氣及硫化氫）因易溶水中而可被洗滌水輕

易去除，其他有機性臭味物質則因水溶性不佳，必須增加額外之洗

滌處理或考慮採用別種處理方法。

針對高濃度臭味氣體或處理風量很大時，一般較常使用濕式洗

滌塔設備，而為了確保臭味物質可被適當吸收，洗滌塔之設計必須

能使廢氣與吸收液獲得良好之接觸。濕式洗滌塔具有數種不同之型

式，其中以填充式洗滌塔最為常見，有關洗滌塔對於處理效率、初

設成本、化學藥劑費用、動力需求、接觸時間、設備空間需求及待

處理廢氣特性等條件，各系統均有其優點與限制，但影響濕式洗滌

系統處理效率之主要關鍵因素，則為臭味物質在洗滌液中之溶解

度，而溶解度必須經由測試得知，且常受 pH 值之影響。

3.乾式氣體氧化法

化學氧化法在乾式及濕式廢氣處理均可加以應用，其接觸形態

可為氣對氣、氣對液或氣對固之一種以上，而氯氣及臭氧則可用在

氣對氣之接觸氧化系統充當氧化劑。由於氯氣及臭氧兩者均為毒性

氣體及污染物，所以使用時必須善加安裝與控制，以防止未反應之

氯氣及臭氧外洩。

(1)氯氣

在氣相以氯氣氧化硫化氫之化學反應式如下：

Cl2＋H2S → S＋2HCl

為了有效控制硫化氫之惡臭氣體，採用過量加氯是必要條

件，一般氧化作用至反應終結所需之接觸時間介於 0.5～3.0 秒間。在經乾式氣體之化學氧化後，常繼而串聯濕式鹼性洗滌塔以

去除前段反應所剩下之氯氣，另外，洗滌塔亦可同時去除未被氨

氣氧化之臭味物質。

(2)臭氧

臭氧系統之初設成本高，但操作費用通常較低，惟用以處理

大量且不穩定之臭味氣體時，由於臭氧之產生費用高與化學活性

等因素而不具經濟效益。臭氧化作用主要用作管末廢氣處理之一

種淨化技術，典型之去除反應式如下所示：

‧硫化氫

H2S＋O3 → S＋H2O＋O2 (主要反應)

H2S＋O3 → SO2＋H2O (次要反應)

‧胺類

R3N＋O3 → R3NO＋O2 (胺氧化)

‧甲基硫醇

CH3SH＋O3 →[CH3-S-S-CH3]→CH3-SO3H (甲基磺酸)＋O2O3

在工業廢氣處理之應用上，臭氧氧化作用之反應接觸時間一

般建議採 15～30 秒，而有些情況則需提升至 60 秒，然而亦有僅需 1～5 秒之成功案例存在。適當之臭氧濃度以完成氧化是必須

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的，其典型之操作濃度約 1～90ppm，但在氧化處理後排氣中則應避免有過量之臭氧存在，因為臭氧本身帶有刺激性異味且具毒

性，故排氣中之臭氧濃度應小於 0.01ppm，此可以裝置臭氧分析儀進行監測與控制。

4.生物濾床法

生物濾床法乃是使用微生物分解有害或致臭味化學物質為無害

化合物之空氣污染控制技術，其於處理大風量、低濃度之有機臭味

廢氣頗為有效。生物濾床法主要乃藉濾床中濾料所附著之微生物，

將廢氣中污染物質予以分解。當廢氣通過生物濾床時，污染物質經

由擴散至濾料表面之生物膜，並於生物膜中分解。通常進行分解之

微生物為好氧性細菌，其過程類似土壤或水中有機物之好氧分解，

分解後之產物為二氧化碳、水、礦物鹽。

廢氣生物濾床隨各工程公司所發展之系統略有不同，大抵上，

可包含預過濾器、增濕系統、廢氣分配系統及濾床四部分。

5.活性碳吸附法

吸附為一溶質之濃縮現象，利用此現象，以使用內部比表面積

較大之多孔性固體粒子（吸附劑）來分離氣體或液體混合物之操

作，稱之為吸附操作。吸附為一放熱反應，且其效能隨溫度之升高

而降低，故操作前應預先冷卻廢氣溫度，以提高吸附效率。以吸附

原理處理 VOCs 或惡臭物質，一般常用粒狀活性碳或活性碳纖維。因欲處理之廢氣成份可能極為複雜，故於吸附過程中，可藉活性碳

之預行特殊含浸或表面處理，使吸附現象併含複雜之物理及化學反

應，以達到去除 VOCs 或除臭效果。惟，若廢氣中含有丁酮時，因丁酮易與活性碳起反應，利用活性碳吸脫附處理時易有碳床著火之

危險，必需使用活性碳纖維布(唯活性碳纖維布一般採薄床設計，吸脫附操作容量有限，不適於高濃度廢氣)，或是配合流體化設計採用珠狀活性碳吸脫附，藉著珠狀活性碳之流體化流動，將局部熱點(hot spots)現象消除，並以高溫氮氣脫附以減少活性碳珠粒著火的危險。

四、改善案例介紹

以下提供化工業、塑膠業、電子業等3個不同行業案例介紹。

1.化工業 VOCs 改善案例

(1)案例背景

案例廠係從事各種清潔劑之製造，主要產品包括工業清潔用

品、家庭清潔用品及個人清潔用品。案例工廠某粉狀清潔劑製程，在

清潔劑原料調配完成以噴霧乾燥機製成粉狀清潔劑，其噴霧乾燥機排

出含 VOCs 臭味之廢氣。

原料 噴霧乾燥機混合漿料 旋風集塵機 粉狀清潔劑

廢氣

圖 5 粉狀清潔劑生產流程

(2)處理流程與設計條件

A.廢氣處理流程如圖 6 所示。

（No.3） （No.2） （No.1）

濕式洗滌 排放 風車 VOCs 廢 濕式洗滌 濕式洗滌

圖 6 廢氣處理流程

B.設計條件

案例工廠清潔劑噴霧乾燥機排氣量為 250 Nm3/min，該股

廢氣以三段串連的濕式洗滌塔去除廢氣中的粉塵及C12~C16烯烴

及C12~C14烷基醇等VOCs物質。噴霧乾燥機之排氣量、VOCs排

放量、VOCs濃度及成分等，如表 4 所示。

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表 4 噴霧乾燥機廢氣特性

流量 250 m3/min

溫度 40～50 (℃ 水洗塔後)

35.5 kg/hr (C12~C16烯烴)

7.5 kg/hr (C12~C14烷基醇) VOCs 排放量

43.0 kg/hr (合計)

VOCs 質量濃度 2,870mg/m3

(43.0 kg/hr×106 mg/kg÷60 min/hr÷250 m3/min ＝2,867 mg/m3)

VOCs 體積濃度 328ppm

(2,867mg/m3÷196mg/m3×22.4ppm＝328ppm，196為C14烯烴之分子量)

(3)單元設計缺失

噴霧乾燥機廢氣中主要VOCs成分為C12~C16烯烴及C12~C14烷基

醇等，未水洗前之平均濃度為 2,870 mg/m3(如表 4)，因廢氣組成中含

有高比例之疏水性碳氫化合物，其水溶性不佳，經三段式濕式洗滌塔

水洗後，其綜合VOCs去除率僅為 50%，故水洗後排氣VOCs濃度為

1,440 mg/m3，最終排氣仍具刺激性臭味，引起廠房周邊工廠從業人

員抗議，致無法繼續生產。

(4)改善方案與效益

A.圖 7 為各排氣處理方法之費用及適用VOCs濃度範圍。一般而言，

低濃度VOCs排氣(5,000-10,000mg/m3)則可以直燃式焚化

爐火焰焚化、冷凝或活性碳吸附回收處理。生物法適合處理中低濃

度VOCs廢氣(約 1,000 mg /m3)，其相對費用較其他方法為低。

1 10 10 10 10

100

80

60

40

20

0

進氣 �³機 物�@度 (mg carbon/m )3

³B²z

¬Û¹ï¶

O¥Î

A

BE

C D

B

A

A. 火焰 焚化 /熱 �̂收

吸附(活性碳不再生)

1,000100 10,000 100,000

10

100

1000

10000

100000

生物濾床生物滴濾塔生物洗滌

轉輪吸附 焚化、觸媒焚化、蓄熱式焚化

吸附(活性碳再生)

冷凍回收(T0℃)

圖 7 有機廢氣處理之相對費用及適用方法

B.案例工廠噴霧乾燥機廢氣之主要VOCs 成分為C12~C16 烯烴及

C12~C14烷基醇等，未水洗前之平均濃度為 2,870 mg/m3，其水洗去

除率為 50%，水洗後排氣平均VOCs濃度約為 1,440 mg/m3。依圖

7，案例工廠之廢氣特性以蓄熱式焚化法處理較經濟。

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C. 本案處理設施及流程如圖 8 所示。一般蓄熱式焚化系統

(regenerative thermal oxidizer, RTO)之蓄熱床內填充石質或陶瓷蓄

熱材料，欲處理氣體先進入一蓄熱床(A 床)預熱至一定溫度以反應

去除其中之 VOCs，反應後高溫氣體通過另一蓄熱床(B 床)時，氣

體熱能將傳入原已冷卻之蓄熱材，即高溫氣體之顯熱已被儲存，氣

體則以較低的溫度排放。待一定時間後，欲處理氣體則導入該高溫

床(B 床)預熱，反應後高溫氣體能量則儲存於 A 床，完成一操作循

環。

排放 風車蓄熱式焚化爐VOCs 廢氣

圖 8 改善後之廢氣處理流程

D.案例工廠新建 250 m3/min蓄熱式焚化爐(規格如表 5)，將 110℃之

噴霧乾燥機廢氣經蓄熱爐床及輔助燃料(LPG)加熱至 700℃，以去

除C12-C16烯烴及C12-C14烷基醇臭味，再經蓄熱爐床作回收，使排氣

溫度降至 170℃。在乾燥清潔劑產量 120 kg/hr時，該RTO系統操作

之輔助燃料LPG用量約 20 kg/hr，以LPG每公斤以 18 元計，燃料費

用約 360 元/hr，折合燃料費用為 3.0 元/kg-乾燥清潔劑。經以該蓄

熱式焚化爐(RTO) ，如圖 9 所示，取代原洗滌系統後，排氣刺激性

臭味已完全消除，工廠週界臭味濃度檢測結果為 20 以下，符合固

定污染源空氣污染物排放標準，案例工廠得以順利生產清潔劑。

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表 5 設計處理量為 250 Nm3/min之蓄熱式焚化爐規格

1. 床高 2.0 m 2. 床數 2

3. 床寬×床長 3.2 m×3.2 m

4. 焚化溫度 700℃

5. VOC 進流濃度 1,440 mg/m3

6. VOC 去除率 90%

7. 進流氣體溫度 45℃

8. 出流氣體溫度 93℃

9. 熱回收率 92.7%

10. 閥門旋轉時間 8 sec

11. 閥門轉換時間 2 min

12. 預熱時間 10 小時(變頻器 12Hz，氣體流量 50 Nm3/min)

13. 預熱 LPG 流量 20 kg/hr

14. 操作 LPG 流量 2.68 kg/hr

15. 操作 LPG 費用 2.68 kg/hr×20 元/kg＝53.6 元/hr

16. 抽風機馬力 50 Hp (2 部，一部備用)

17. 抽風機電力費用 50 Hp×0.746 kW/Hp×2.0 元/kWh

＝74.6 元/hr

圖 9 噴霧乾燥機之廢氣處理設備-蓄熱式焚化爐

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2.塑膠業VOCs改善案例

(1)案例背景

案例廠係從事廢壓克力板之回收再利用，主要產品為再生壓克

力單體原料，每月產能 1,000 公噸。先將廢壓克力板放入裂解爐中將

其加熱裂解成液化後，經脫色、脫臭及除渣處理，再經加熱成氣態

的壓克力單體蒸汽，最後再冷凝成液態的壓克力單體，即為成品。

再生壓克力單體原料生產流程如圖 10。廢氣主要來源為裂解爐排出

含壓克力單體臭味之 VOCs 廢氣。

廢壓克力板 加熱氣化槽脫色脫臭槽 冷凝 成品

廢氣

裂解爐

圖 10 再生壓克力單體原料生產流程

(2)處理流程與設計條件

A.廢氣處理流程

裂解爐 VOCs 廢氣處理流程如圖 11 所示。

濕式洗滌 排放 風車 活性碳吸附冷凝回收 VOCs 廢氣

圖 11 裂解爐 VOC 廢氣處理流程

B.設計條件

裂解爐VOCs廢氣處理系統設計之處理量為 30 Nm3/min，未處

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理前之廢氣VOCs濃度為 10,000~30,000ppm，且含有壓克力單體之

VOCs物質。裂解爐VOCs廢氣經冷凝回收＋濕式洗滌塔＋活性碳吸

附處理，其煙囪排氣臭味仍無法降低至排放標準，且經常被鄰近居

民陳情抗議。

(3)單元設計缺失

A.裂解爐 VOCs 排氣含有高濃度輕質油油氣及水分，因 VOCs 油氣

為疏水性，不易溶於水，廢氣採用濕式洗滌塔處理，如圖 12 所

示，且以清水當作 VOCs 油氣之吸收液，效果不佳。

圖 12 處理 VOCs 廢氣之濕式洗滌塔

B.廢氣溫度經濕式洗滌塔處理後尚有 70℃，而一般活性碳在溫度 50

℃以下及相對濕度 60%以下，可發揮較佳之 VOCs 吸附效能，而

廢氣經濕式洗滌塔處理後之排氣濕度為飽和狀態，致使活性碳在

此高濕度下對 VOCs 之吸附能力降低，導致臭味處理效果不佳。

活性碳吸附槽如圖 13 所示。

圖 13 處理 VOCs 廢氣之活性碳吸附槽

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(4)改善方案與效益

A.以現場空氣污染改善需求而言，從壓克力單體 VOCs 回收再利用

方面著手應比 VOCs 管末處理更易達到預期效益，尤其是加強冷

凝器熱交換面積、延長氣體滯留時間或降低冷凝水溫度，可增加

廢氣中 VOCs 氣體凝結，最後再將殘餘 VOCs 廢氣予以焚化，則

臭味問題可徹底解決，空氣污染改善效果將最明顯。

B.因壓克力單體 VOCs 有機廢氣親水性不高，故不宜以濕式洗滌方

式處理；而直接採用活性碳吸附 VOCs 有機廢氣，應注意操作在

低濕度及低溫度之條件下操作，方可發揮功效。又活性碳雖然可去

除廢氣中 VOCs，惟廢氣之 VOCs 濃度過高，短期內即達到飽和

狀態，必須時常更換新品之活性碳，增加作業之麻煩，故建議採用

焚化法處理，可根本解決臭味問題。

C.案例廠因貯存大量壓克力單體原料，其閃火點低，工安問題應特別

加強注意。若將採用焚化爐處理反應槽排氣中之 VOCs，應注意可

能回火問題；建議於進入焚化爐前之管線適當位置，加設 1 個水封

槽，防止焚化爐之火星逆流引發爆炸或火災，造成工安事件。

D.工廠經評估結果，最後採用直燃式 VOCs 焚化爐（其規格如表 6）

將裂解爐 VOCs 廢氣焚化，同時在進入焚化爐之前加設一個水封

槽。另，為加強輕質油回收率，亦增設一座輕質油回收設備，改

善後之廢氣處理流程如圖 16，經處理後之煙囪臭味濃度降低至為

1,303，周界臭味濃度降至 21 以下，符合固定污染源空氣污染物排

放標準，改善後之檢測結果如表 7。

圖 14 裂解爐 VOCs 廢氣裝設輕質油回收設備（改善後照片）

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圖 15 裂解爐 VOCs 廢氣改用焚化處理設備（改善後照片）

排放 風車 VOC 焚化爐冷凝回收 VOCs 廢氣 輕質油回收

圖 16 改善後之廢氣處理流程

表 6 直燃式 VOCs 焚化爐設計參數與尺寸

項目 設計處理風量（Nm3/min）

VOC 處理濃度（ppm）

一次燃燒室

操作溫度

（℃）

二次燃燒操作

溫度（℃）

設計參數 　15 28,000 700~800 900

燃燒室尺寸 一次燃燒室 3mL×0.6mΦ；二次燃燒室 2.5mL×0.75mΦ

表 7 裂解爐 VOCs 廢氣之臭味改善成效

項目 廢氣量(Nm3/min)

煙囪臭味

濃度 臭味周界 濃度(前門)

臭味周界 濃度(後門)

一般狀況下 50 1,303 14 21

排放標準 － 3,000 50 50

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3.電子業 VOCs 改善案例

(1)案例背景

案例工廠主要製程為積體電路製造程序，主要可分為薄膜區、

黃光區、蝕刻區、擴散區及化學研磨區等 5 個作業區。主要之廢氣

大致可分為酸性及毒性廢氣、鹼性氣體（氨氣）及有機性廢氣

（VOCs 廢氣）。

廠內並針對各作業區所產生之不同性質的各股廢氣，分別以不

同管路導入後端之空氣污染防制設備處理，達到環保法規排放標準

後，再由個別之排放口排出。其中，酸鹼廢氣分別導入洗滌塔處理

後排放。至於有機廢氣 VOCs 主要來自薄膜區、黃光區及擴散區，

經收集導入 VOCs 處理系統處理，包括 2 套沸石濃縮焚化系統及 1

套備用的活性碳處理系統，案例工廠的製程及污染源如圖 17。

薄膜 區

黃光 區

蝕刻 區

擴散 區

化學 機械研 磨區

矽晶 圓

動 態記 憶體 成品

電 性 測試 及最 終測 試

鹼 性廢 氣

酸 性廢 氣

有 機廢 氣V O C s

酸性 及毒 性廢 氣

鹼性 廢氣

有機 廢氣

圖 17 案例工廠製造流程

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(2)處理流程與設計條件

A.廢氣處理流程如下：

酸性廢氣

鹼性廢氣

有機廢氣VOCs

鹼洗滌塔系統

酸洗滌塔系統

吸附設備-沸石濃縮轉輪

直燃式焚化爐

吸附設備-沸石濃縮轉輪

蓄熱式焚化爐

活性碳吸附塔（備用）

酸性及毒性廢氣

鹼性廢氣

有機廢氣

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

圖 18 廢氣處理流程

B.設計條件

案例工廠設有 3 套VOCs廢氣處理設備，1 套沸石濃縮轉輪

搭配直燃式焚化爐（直燃式）、1 套沸石濃縮轉輪搭配蓄熱式

焚化爐（蓄熱式）及 1 套備用的活性碳處理系統。正常使用之

2 套廢氣處理系統設計處理量均為 78,000Nm3/hr，未處理前之

廢氣VOCs濃度為 250~300ppm，廢氣溫度 25℃，主要污染物

的成分為乙醇（Ethylalcohol）、異丙醇（ Isopropylalcohol）

及丙酮（Acetone）等，設計處理效率為 95%。

(3)單元設計缺失

案例工廠沸石濃縮轉輪搭配蓄熱式焚化爐之廢氣處理系統操作

均正常；但沸石濃縮轉輪搭配直燃式焚化爐之廢氣處理系統，原規

劃將製程廢氣經沸石濃縮轉輪吸附濃縮後，其中風量較少的濃縮廢

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氣導入焚化爐焚化處理，可有效減少焚化爐體積及燃料費用。惟其

原採用的直燃式焚化爐系統，因設備老舊，其熱交換效率已低於

60%，且設計時並未考量廢氣中有機物所能提供的熱值，故造成操作

燃料成本偏高。

(4)改善方案與效益

A.針對效率較低之沸石濃縮轉輪搭配直燃式焚化爐（直燃式）之廢

氣處理系統，經多方面評估後，若輔以蓄熱介質及考量廢氣中有

機物所能提供之熱值，則其熱回收效率將可達到 90%以上，有效

降低燃料的需求量。案例工廠決定增設 1 套沸石濃縮轉輪搭配蓄

熱式焚化爐設備，雖然其初設成本相較於原設備較高，但除以 2

套設備的總運轉費用的差值，其回饋年限不到 1 年，並將原設備

作為備用設備。2 套設備的流程及原理說明如表 8。

表 8 處理技術比較表

處理技術 說明

沸石濃縮轉輪＋直燃式焚化爐

VOCs廢氣經轉輪處理後，根據所設計的濃縮倍率（以 12 倍為例），其中11/12 的風量經濃縮處理後直接排入大氣中，效率可達 95 %以上；其餘的 1/12 風量廢氣，經濃縮後進入直燃式焚化爐

(TO)處理，熱回收效率 65 %以上，以燃燒機明火 730 ℃高溫，將 VOCs 轉變為CO2及H2O。

沸石濃縮轉輪＋蓄熱式焚化爐

VOCs廢氣經轉輪處理後，根據所設計的濃縮倍率（以 12 倍為例），其中11/12 的風量經濃縮處理後直接排入大氣中，效率可達 95 %以上；其餘的 1/12 風量廢氣，經濃縮後進入蓄熱式焚化爐

(RTO)處理，熱回收效率 90 %以上，以燃燒機明火 900℃高溫，將VOCs轉變為CO2及H2O。

B.案例工廠決定增設 1 套沸石濃縮轉輪搭配蓄熱式焚化爐的 VOCs 處

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理設備，以有效降低燃料的消耗費用，其規格資料詳表 9。

表 9 沸石濃縮轉輪搭配蓄熱式焚化爐設計參數表

項目 設計處

理風量

(Nm3/hr) VOCs 處理濃度 轉輪

尺寸 濃縮比RTO 爐 型式

操作 溫度

設計

參數 78,000 250~300ppm@CH4 4,200mm 11:1 2 chamber

type 800~900℃

C.改善後廢氣處理系統如圖 19 所示。案例廠直燃式焚化爐與蓄熱式

焚化爐，在實際操作上，使用燃料的比較詳表 10 所示，有機物的

處理效率結果詳表 11 所示。

表 10 燃料使用比較表

系統種類 瓦斯平均使用量(Nm3/hr) 燃料費用(元/年) 沸石濃縮轉輪＋ 直燃式焚化爐 21.8 1,657,498

沸石濃縮轉輪＋ 蓄熱式焚化爐 5. 1 387,763

註：1.燃料費率：8.8 元/Nm3 2.操作時間：8,640 hr/年

表 11 處理前與處理後之 VOCs 檢測結果

項目 處理前 處理後 去除率 檢測結果 3,430ppm 0.3kg/hr 95% 排放標準 － 0.6kg/hr 90%

D.由上述結果可發現，使用沸石濃縮轉輪＋蓄熱式焚化爐的燃料使用

量約為沸石濃縮轉輪＋直燃式焚化爐的 1/4。以高燃料費用的情

況，對企業營運成本的支出，將有非常大的助益。

酸性廢氣

鹼性廢氣

有機廢氣VOCs

鹼洗滌塔系統

酸洗滌塔系統

吸附設備-沸石濃縮轉輪

蓄熱式焚化爐

吸附設備-沸石濃縮轉輪

蓄熱式焚化爐

活性碳吸附塔

酸性及毒性廢氣

鹼性廢氣

有機廢氣

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放

煙囪排放吸附設備-

沸石濃縮轉輪

直燃式焚化爐

煙囪排放

煙囪排放

備用系統

圖 19 改善後廢氣處理系統

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工廠揮發性有機氣體(VOCs)控制技術與改善案例介紹1.焚化法(1)直接焚化法(2)觸媒焚化法

2.濕式洗滌法3.乾式氣體氧化法(1)氯氣(2)臭氧

4.生物濾床法5.活性碳吸附法