粉体精製工学部門委員会学生賞セッション

[3K0301-11-02] DEM-CFDシミュレーションによるプラスチック相互分離を目的とした水流比重選別装置の最適設計

○新田 彩乃¹、古作 吉宏²、土井 眞³、舩橋 悟³、綱澤 有輝⁴、所 千晴⁵ (1. 早稲田大学大学院、2. 早稲田大学、3. 日本シーム株式会社、4. 産業技術総合研究所、5. 早稲田大学理工学術院)

司会：芳賀一寿（秋田大学）

キーワード：プラスチック、自動車破砕残渣、リサイクル、離散要素法、数値流体力学

自動車破砕残渣(Automobile shredder residue, ASR)は自動車リサイクルの最終残渣である。ASRのリサイクルのほとんどはサーマルリサイクルであり，持続可能な資源循環のためには，ASR中のプラスチックのマテリアルリサイクルが必要である。そのためには，プラスチック同士の相互分離技術や，人体や環境に有害な塩素や臭素を含有するプラスチックの除去技術が必要である。プラスチックのわずかな比重差を利用した水流選別装置では，試料の供給速度が大きな条件で回収率や品位が低下してしまうことが課題である。そこで本研究では，試料の供給速度が分離に与える影響を定量的に評価し，装置の最適設計の指針を得ることを目的とした。水流選別装置内の比重の異なる2種類の粒子群の挙動を，DEM-CFDシミュレーションを用いて解析した。供給速度の異なる条件で，粒子の速度や接触数を比較することで，分離を阻害する要因を明らかにした。また，2種類の供給口形状の装置における粒子の分離挙動の解析から，最適な装置形状を検討した。これらの結果から，より高供給速度で高回収率・高品位を実現するための指針を得た。