日本政府宣示「2050淨零碳排放」等碳中和相關之政策目標,實現此目標的關鍵之一就是促進二氧化碳再利用之「碳回收」技術開發,日本化學企業也對二氧化碳利用技術寄予諸多期待。而從百年酒藏搖身一變成為科技企業的NanoMist Technologies就以其分離回收技術應用於二氧化碳再利用用途,藉由使用超音波將流體轉變成微細霧狀的技術,促使二氧化碳化學吸收法更加效率化。目前NanoMist Technologies與双日、TOKUYAMA等公司共同推動的新能源產業技術總合開發機構(NEDO)委託計畫也將在明年度導入實證設備,期早日達到實用化的目標。
NanoMist Technologies的母企業是德島縣內現存酒藏中歷史最悠久的老舖酒藏「本家松浦酒造廠」,成立緣由是酒藏在進行新製品開發之際,發現利用超音波照射液體,形成超音波霧化的現象,可以將酒精濃度簡單地提高至數十%,因此進一步拓展事業,在2002年發展成為分離/濃縮的設備製造商。
利用NanoMist Technologies的超音波霧化裝置,可將水份分離、促進濃縮製程的效率化,因此受到飲料大廠採用,累積許多實績。另外也有將漁港的廢棄漁獲濃縮製成拉麵用高湯的應用實例。直至3、4年前,由於可以帶來蒸餾塔等設備的運作效率化、降低成本、減少廢棄物產生等效果,超音波霧化裝置受到化學產業的採用開始逐漸增加。此外,德島縣吉野川市也實驗性導入NanoMist Technologies的超音波霧化裝置,將其應用於水處理廠,用於回收氨氣等臭味來源物質。與既有氨氣提法(Ammonia Stripping)相比較的話,由於減少了鍋爐的使用,成本也因此降低了7~8成。而這些採用實績也讓超音波霧化裝置可望作為二氧化碳化學吸收法的改良手段而備受矚目。
在NEDO的委託計畫中,預計是要將TOKUYAMA的煤炭火力發電廠排放出的二氧化碳有效活用於鈉鹼灰(soda ash)的製造,而藉由超音波霧化,可將鹼性水溶液予以霧化,提高與排氣接觸的表面積,就能取代高價的胺類,作為吸收液進行利用。
為了增加接觸時間,利用胺類的吸收方式需要大型吸收塔等裝置,且為了加速反應速度,須利用鍋爐提供160~180℃的熱能,運作成本高。而超音波霧化技術能將這些裝置、處理程序變得更為簡便。
此次實證實驗的範圍是要確認以超音波霧化技術回收的二氧化碳是否具備可應用於鈉鹼灰製造的品質。首先將在實驗室以類似的排氣數據決定超音波霧化裝置的大小,並預計明年將實驗機裝設於TOKUYAMA的製造工廠。
另一方面,由於產生超音波需要消耗大量的電力,為了促進實用化,NanoMist Technologies將對超音波霧化裝置的構造、尺寸予以改良,並改善對振動器的電氣傳輸方法,提升熱交換器的熱效率,希望藉此進一步提升超音波霧化裝置的性能。