半导体制造业对生产环境的洁净度要求极高，但其部分工艺环节确实会产生具有异味的挥发性有机物（VOCs）和酸性气体，活性炭吸附是目前应用最广泛、技术成熟的治理方案之一。


一、半导体车间废气异味来源与特点
在深入探讨活性炭装置之前，我们首先需要了解其处理对象的特性：

工艺化学品：

• 光刻： 使用光刻胶、显影液、剥离液等，会产生酯类、酮类、苯系物等VOCs异味。
• 刻蚀： 使用酸性（如HF、HCl、H₂SO₄）或碱性（如NH₄OH）气体和溶液，会产生刺激性酸雾和氨气。化学气相沉积（CVD）： 使用硅烷、磷烷、硼烷等特种气体，其本身或副产物可能具有毒性或异味。
• 清洗： 使用异丙醇（IPA）、丙酮、乙醇等有机溶剂进行晶圆清洗。

废气特点：

• 低浓度、大风量： 由于车间强制通风，废气通常被大量稀释。
• 成分复杂： 多种VOCs和酸性/碱性气体混合。
• 异味敏感： 即使浓度很低，某些物质（如硫化物、胺类）也能被人嗅觉感知，影响周边环境。
• 具有腐蚀性： 酸性气体会对设备造成腐蚀。

二、活性炭吸附装置的工作原理
活性炭是一种具有极大比表面积（可达1000-1500㎡/g）和丰富微孔结构的多孔碳材料。其治理废气主要依靠 物理吸附 作用：
分子间作用力： 废气分子在通过活性炭床层时，被其巨大的表面孔道捕获并固定。
选择性吸附： 对大多数VOCs（尤其是分子量大、沸点高的有机物）有极佳的吸附效果。通过浸渍特定化学物质，还可以实现对酸性/碱性气体的 化学吸附。


三、在半导体车间的具体应用形式
根据废气成分的不同，活性炭吸附装置在半导体车间主要有两种应用形式：
1. 普通活性炭吸附罐（用于VOCs和异味去除）
适用对象： 主要处理来自光刻、清洗等工序的有机溶剂废气（如IPA、丙酮、酯类等）和一般性异味。

装置结构：
罐体： 通常为不锈钢或碳钢材质，内部设计为多仓室，以增加废气与活性炭的接触时间和面积。
活性炭床： 填充颗粒状（GAC）或蜂窝状（Honeycomb）活性炭。蜂窝炭因其阻力小、不易堵塞，在大风量系统中更常见。
配套部件： 包括进气口、出气口、检修门、视窗、差压计（用于监测炭层堵塞情况）等。

系统流程：
车间废气 → 集气罩/管道 → 前置过滤器（去除粉尘、水汽）→ 风机 → 活性炭吸附罐 → 达标排放


2. 浸渍活性炭吸附罐（用于酸性/碱性气体去除）
适用对象： 专门处理刻蚀、CVD等工序产生的酸性气体（如HF、HCl、Cl₂、H₂SO₄雾）或碱性气体（如NH₃）。

工作原理：
在普通活性炭上浸渍特定的化学试剂，如氢氧化钠（NaOH） 或高锰酸钾（KMnO₄）。
当酸性气体通过时，不仅被物理吸附，还会与浸渍剂发生不可逆的中和反应 或氧化反应，从而被高效去除。

例如： HCl + NaOH → NaCl + H₂O
注意： 这种是化学消耗过程，即使物理吸附未饱和，浸渍剂耗尽后也需要更换。