成果報告書詳細
管理番号20160000000521
タイトル平成27年度成果報告書 革新的新構造材料等研究開発 自動車に用いられる炭素繊維複合材料のリサイクル技術に関する検討
公開日2016/7/13
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社矢野経済研究所
プロジェクト番号P14014
部署名環境部
和文要約自動車の燃費向上やCO2 排出量削減等を目的に、近年鉄よりも軽量かつ強度がある炭素繊維強化プラスチック(CFRP)が注目を集めている。しかし、CFRPはCFが持つ「難燃焼性」、「軽量性」、「導電性」という特性から破砕、焼却を経た再資源化が難しく、埋め立て処理で対応せざるを得ないのが現状である。こうした状況を踏まえ、本事業ではCFRPを使用した自動車を破砕し、ASRを処理する工程において、従来通り再資源化処理が行うための技術手段を調査した。特に、CFRPの破砕性と燃焼性に関する実証試験を行うことで、CFRPを使用した使用済自動車の処理における課題を明確にし、CFRPを使用した自動車の普及を促進することを目的とした。CFRPの破砕性においては、前破砕(圧縮)工程と破砕工程について実際のFCVを用いた実証試験を行った。圧縮工程では、プレス機のサイズの異なる2つの事業者で圧縮試験を実施し、積載された水素タンクの圧縮が不十分なことからプレス塊が大きくなるものの、FCVの圧縮が可能であることを確認した。破砕工程については、既存設備で実施可能であること、ほとんどのCFRPは選別工程を経てASR中に混入することを確認した。また、破砕工程では破砕時の大気中へのCFRP飛散によって、作業員の痒み等の症状が発生することが懸念される。そのため、環境影響評価も実施したが、多量のCFRP破砕時にはCFRPの飛散が確認され、大量廃棄時には周辺への影響を検討する必要があることも確認できた。CFRPの燃焼性においては、ASR再資源化施設の実機を用いて、CFRP含有ASRもしくはCFRP含有RDFの燃焼試験を行うことで、CFRPの燃焼状況や設備に与える影響を調査した。本事業で検討を行ったASR処理施設のリサイクル技術(焼却炉)は、シャフト炉、流動床炉、サーモセレクト炉、ロータリーキルンという4つの炉での燃焼技術である。試験結果としては、すべての施設でスラグ内もしくは燃焼時に飛散するダスト内にCFRP残渣(CF)が確認され、CFが各施設に与える影響を明確にした。さらに、多様なASR処理施設で活用される電気集塵機については、CFによる短絡が懸念されるため、CF混入時の電気集塵機への影響についても検討した。テスト機を用いたCF混入試験の結果、乾式集塵機比べて湿式電気集塵機の使用による一定の効果は確認できたものの、50mm以上等の長いCF投入時には印加電圧の低下がみられ、電気集塵機前段での集塵処理が必要なことが確認された。
英文要約To achieve fuel economy and reduction of CO2 emission, carbon fiber reinforced plastics (CFRP), lighter and stronger than iron has been attracting attentions in recent years. Due to the characteristics of CF, such as “flame resistance”, “light weight” and “conductive property”, however, it is difficult to recycle after shredding and incineration process, and currently disposed in the landfill. In view of the situation, this project was focused on studying technological methods that enable recycling of CFRP-used automobiles in the conventional process of ASR after shredding. The objective was set to promote the diffusion of CFRP-used automobiles by identifying the issues in processing end-of-life automobiles with CFRP, especially by undertaking verification tests on the crushability and combustibility of CFRP.As to the crushability of CFRP, verification tests were conducted for two processes, pre-crash (pressing) and crashing process. In the pressing process, tests were conducted with actual FCV at two shredding operators with different press sizes. It was confirmed that the pressing of FCV is possible, although the pressed block is somewhat larger due to insufficient pressing of the hydrogen tank inside the vehicle. As to the crashing process, it was confirmed that crashing is possible on the existing machines, and most of the CFRP entered into ASR through sorting processes. As there was a concern that the dispersion of crashed CFRP into the air may cause symptoms, such as itching on the worker, environmental impact assessment was implemented as well. The dispersion of CFRP into air was confirmed in case of shredding large volume of CFRP. Thus, it is required to review the impacts to surrounding areas in case of disposal in large quantity. As to the combustibility, combustion status of CFRP and its impacts on the facilities were reviewed by burning CFRP contained ASR or CFRP contained RDF on the actual machines at ASR recycling facilities. Recycle technologies (combustion furnaces) for ASR processing facilities studied in this project include 4 technologies, shaft kiln, fluidized bed furnace, "Thermo-Select" method and rotary kiln. In the tests, CF residues were identified in the slug or dust dispersed from the combustion at all tested facilities, having clarified the impacts of CF residues on the facilities.Further, as there was a concern on CF residue to cause short circuit of electric dust collectors used in various ASR processing facilities, the impact of CF was tested as well. Testing of actual dust collectors with CF contained dust revealed that wet-type electric dust collectors has achieved certain level of performance compared to dry-type, but lowering of applied voltage observed with long carbon fibers (more than 50mm or so) in the air, showing that pre-dust collection is required before using electric dust collectors.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る