高浓度过氧化氢水溶液之处理方法技术

本发明专利技术公开了一种高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，基于过氧化氢酶对过氧化氢的高催化特性，配合预先于一定容量之半批式反应器内置入过氧化氢酶，然后添加浓度0.5％至36％之过氧化氢水溶液而形成系统反应溶液，配合控制过氧化氢水溶液的添加流量及循环冷却水的温度及流量，进而在处理的过程中，有效将该系统反应溶液的反应温度控制在45℃以下，藉以维持过氧化氢酶的活性(催化性)，以安全有效处理高浓度的过氧化氢水溶液。

Treatment of high concentration hydrogen peroxide solution

【技术实现步骤摘要】
高浓度过氧化氢水溶液之处理方法
本专利技术涉及一种过氧化氢水溶液之处理方法；特别是指一种高浓度过氧化氢水溶液之处理方法。
技术介绍
目前一般在电子业的半导体制程中，过氧化氢(H2O2)为一种常用的化学品。因此在半导体制程中所产生的废水，占有一定比例是高浓度的过氧化氢水溶液，部份过氧化氢水溶液浓度更高达10％以上。由于高浓度过氧化氢水溶液具有较强的反应性及腐蚀性，必须有效降低过氧化氢水溶液浓度，以利于后续储存及其他附属物质回收再利用。上述化学式中，其反应热可达到98KJ/mole，由于会放热衍生高温及产生氧气的特性，因此目前业界无法有效且快速安全处理大量高浓度之过氧化氢水溶液。现有含过氧化氢排水之处理装置公开一种即使为含有％级的较高浓度的过氧化氢的排水，亦可连续运转且进行安定且有效率的处理之构成简易且较为小型的过氧化氢水处理装置。过氧化氢水处理装置，使被处理水与过氧化氢分解触媒接触，将被处理水中的过氧化氢分解成氧与水而得处理水的过氧化氢水处理装置，其特征为具有：过氧化氢分解反应器，具有被处理水的导入口与处理水的排出口，在内部被填充有过氧化氢分解触媒；及气液分离器，被导入过氧化氢分解反应器的流出水，气液分离器由在上部连接排气配管、在下部连接排水配管的筒状容器所构成，在筒状容器的侧部被导入前述流出水。案所采用的过氧化氢分解触媒，将铂族金属担载在载体而成。铂族金属为平均粒子径1～50nm之铂族金属的奈米胶体粒子。载体为离子交换树脂。又排水的过氧化氢浓度则为0.1～5重量％。惟该案之处理方式仍只能局限用于浓度较低的过氧化氢水溶液，对于高浓度的过氧化氢水溶液还是一样束手无策。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高浓度过氧化氢水溶液之处理方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其中高浓度过氧化氢水溶液为单位体积水中包含有0.5％～36％过氧化氢之水溶液，而该方法所使用之硬设备包括一半批式(semi-batch)反应器，一连设于半批式反应器之冷却统，一连设于半批式反应器之过氧化氢酶储槽以及一连设于半批式反应器之过氧化氢水溶液储槽；高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，包括下列步骤：A.于一定容量之半批式反应器内预先置入过氧化氢酶；B.于半批式反应器内持续加入高浓度之过氧化氢水溶液，而形成系统反应溶液；C.系统反应溶液中的高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应；以及D.利用冷却系统针对高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应之系统反应溶液以循环冷却水进行温度管理。本专利技术之上述及其他目的与优点，不难从下述所选用实施例之详细说明与附图中，获得深入了解。当然，本专利技术在某些另件上，或另件之安排上容许有所不同，但所选用之实施例，则于本说明书中，予以详细说明，并于附图中展示其构造。附图说明图1是本专利技术高浓度过氧化氢水溶液之处理方法所使用之硬件设备示意图。图2是本专利技术半批式反应器之剖视之示意图。图3是本专利技术处理过氧化氢水溶液步骤之流程图。具体实施方式如图1、2所示，本专利技术高浓度过氧化氢水溶液之处理方法之较佳实施例，为避免赘述，下文各较佳实施中所称之高浓度过氧化氢水溶液指单位体积水中包含有0.5％～36％过氧化氢之水溶液；请参阅如图1所示，高浓度过氧化氢水溶液之处理方法所使用之硬设备包括一半批式(semi-batch)反应器1、一连设于半批式反应器1的冷却统2、一连设于半批式反应器1的过氧化氢酶储槽3以及一连设于半批式反应器1的过氧化氢水溶液储槽4。本专利技术高浓度过氧化氢水溶液之处理方法之处理方式如下。于一定容量之半批式反应器1内预先置入过氧化氢酶。利用半批式反应器1之内部具有一定容量之特性，其中，过氧化氢酶的添加量为半批式反应器1之容量的0.01vol％至0.1vol％之间(本说明书中vol％之单位指体积百分比)。同时半批式反应器1另外配置有一连接至过氧化氢水溶液储槽4之过氧化氢水溶液输入端11、一系统反应溶液排放端12、一抽气端13、一压力传感器14、一温度传感器15以及一连接至过氧化氢酶储槽3之过氧化氢酶输入端17、过氧化氢浓度传感器18。其中过氧化氢水溶液输入端11，供输入高浓度之过氧化氢水溶液，经与过氧化氢酶混合后而于半批式反应器1中形成系统反应溶液。系统反应溶液排放端12供排放半批式反应器1内经处理后的系统反应溶液(含少量的过氧化氢酶及过氧化氢)。抽气端13则将化学反应过程中所生成之氧气等气体抽离，抽气端13并进一步设置有一释压阀(图中未示)，以防止半批式反应器1内之压力过大而发生危险。压力传感器14随时侦测半批式反应器1内之压力，于侦测到半批式反应器1内之压力达到设定工作压力(预设为14.7psia)之120％时(17.64psia)，压力传感器14会自动控制整个处理程序停止，直到压力降回至预设的安全值时才能以手动(manualreset)方式继续进行处理程序。本专利技术之较佳实施例中，半批式反应器1内部较佳之工作温度范围为15℃～45℃。温度传感器15则随时侦测半批式反应器1内之温度，当温度传感器15侦测到半批式反应器1内之温度达到设定温度之120％时，会自动控制整个处理程序停止，直到温度降回至安全值时才能以手动覆归(manualreset)方式继续进行处理程序。例如设定温度为30℃当温度传感器15侦测到半批式反应器1内部之温度达36℃时，系统即会自动停止所有处理程序。过氧化氢浓度传感器18，藉以侦测半批式反应器1内之过氧化氢浓度，当半批式反应器1内之过氧化氢浓度达到0.25％时(较佳的浓度控制在0.125％以下)，过氧化氢浓度传感器18会自动控制整个处理程序停止。请参阅如图1与图2所示，半批式反应器1进一步设置有一系统反应溶液出口162以及一系统反应溶液入口161，系统反应溶液出口162与系统反应溶液入口161通过一循环管路163互相连通，其中循环管路163设置于冷却系统2中。系统反应溶液出口162将高温的系统反应溶液带离半批式反应器1，于循环管路163中经冷却系统2冷却后，再经由系统反应溶液入口161回流进入半批式反应器1中，而于半批式反应器与冷却系统间形成有一系统反应溶液之循环流量。冷却系统2设置有一冷却液入口21以及一冷却液出口22，冷却液入口21将低温(约15℃)的冷却液送入冷却系统2中，而冷却液出口22将冷却系统2中，经热交换升温后之冷却液(约25℃)带离冷却统2。请进一步参阅如图3所示，本专利技术之较佳实施例中，处理的过程包含下列步骤：A.于一定容量之半批式反应器1内预先置入过氧化氢酶；B.于半批式反应器1内持续加入高浓度之过氧化氢水溶液，而形成系统反应溶液；C.系统反应溶液中的高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应以及D.利用冷却系统2针对高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应之系统反应溶液以循环冷却水进行温度管理。其中步骤A之过氧化氢酶的添加量为半批式反应器之容量的0.01vol％至0.1vol％之间，且步骤B之高浓度过氧化氢水溶液的添加量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其中该高浓度过氧化氢水溶液为单位体积水中包含有0.5％～36％过氧化氢之水溶液，而该方法所使用的硬设备包括一半批式(semi-batch)反应器，一连设于该半批式反应器的冷却系统，一连设于该半批式反应器的过氧化氢酶储槽以及一连设于该半批式反应器的过氧化氢水溶液储槽；该高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其特征在于包括下列步骤：/nA.于一定容量之半批式反应器内预先置入过氧化氢酶；/nB.于该半批式反应器内持续加入高浓度的过氧化氢水溶液，而形成系统反应溶液；/nC.系统反应溶液中的高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应；以及/nD.利用冷却系统针对高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应的系统反应溶液以循环冷却水进行温度管理。/n

【技术特征摘要】
20180629 TW 1071225111.一种高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其中该高浓度过氧化氢水溶液为单位体积水中包含有0.5％～36％过氧化氢之水溶液，而该方法所使用的硬设备包括一半批式(semi-batch)反应器，一连设于该半批式反应器的冷却系统，一连设于该半批式反应器的过氧化氢酶储槽以及一连设于该半批式反应器的过氧化氢水溶液储槽；该高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其特征在于包括下列步骤：
A.于一定容量之半批式反应器内预先置入过氧化氢酶；
B.于该半批式反应器内持续加入高浓度的过氧化氢水溶液，而形成系统反应溶液；
C.系统反应溶液中的高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应；以及
D.利用冷却系统针对高浓度过氧化氢水溶液与过氧化氢酶进行化学反应的系统反应溶液以循环冷却水进行温度管理。


2.根据权利要求1所述高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其特征在于步骤A的过氧化氢酶的添加量为半批式反应器的容量的0.01vol％至0.1vol％之间，且步骤B的高浓度过氧化氢水溶液的添加量，以每分钟半批式反应器之容量的0.001vol％至2vol％之间的速率进行添加。


3.根据权利要求2所述高浓度过氧化氢水溶液之处理方法，其特征在于半批式反应器进一步设置有一系统反应溶液出口以及一系统反应溶液入口，系统反应溶液出口与系统反应溶液入口通过一循环管路互相连通，其中循环管路设置于冷却系统中；系统反应溶液出口将高温的系统反应溶液带离半批式反应器，于循环管路中经冷却系统冷却后，再经由系统反应溶液入口回流进入半批式反应器中，而于半批式反应器与冷却系统间形成有一系统反应溶液之循环流量；冷却系统设置有一冷却液入口以及一冷却液出口，冷却液入口将低温的冷却液送入冷却系统中，而冷却液出口将冷却系统中，经热交换升温后之冷却液带...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明颖，鲁建国，蔡耀郎，
申请(专利权)人：帆宣系统科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71