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塩素循環システム創出に向けた塩ビ廃棄物からの塩素回収プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H00795
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関東北大学

研究代表者

吉岡 敏明  東北大学, 環境科学研究科, 教授 (30241532)

研究分担者 福島 康裕  東北大学, 工学研究科, 教授 (40345096)
亀田 知人  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60333895)
熊谷 将吾  東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40757598)
大野 肇  東北大学, 工学研究科, 助教 (20769749)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2018年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2017年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
キーワード塩素循環 / ポリ塩化ビニル / 脱塩素 / MFA / LCA / 塩ビ廃棄物 / リサイクル / マテリアルフロー解析 / 塩素回収 / 塩化ビニル
研究成果の概要

塩素はソーダ工業におけるか性ソーダ(NaOH)の副産物であるが、国内外で塩素需要がNaOH需要を上回る状況にあり、この要因は塩化ビニル(PVC)の莫大な需要増加にある。
本研究では、PVCの廃棄段階において問題となる塩素を回収しソーダ工業の塩素需要に充てる「塩素循環」という新概念を打出し、それを実現する新規塩素回収プロセス開発を目的とした。本研究では塩素回収プロセスの原理構築を行うと同時に、国内塩素フローの詳細な可視化やエネルギー消費量・温室効果ガス排出量等環境影響の定量化を行った。技術開発プロセス開発と環境影響評価を相互に連携させることで、環境負荷低減を考慮した塩素回収条件を導くことができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、脱塩素技術プロセスおよび塩素回収技術プロセスの開発を進めるのと同時並行で、環境負荷低減効果が最大となる塩素回収条件を確立するため、日本をケーススタディーとした本プロセスのマテリアルフロー解析(MFA)およびライフサイクルアセスメント(LCA)を実施した。プロセス設計および環境影響評価の両輪で連携しながら研究を進め、総合的な環境負荷低減効果との関係を理解し、効率的なプロセス開発を行い、我が国における「塩素循環」のポテンシャルを学術的に示した。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Separation mechanism of polyvinyl chloride and copper components from swollen electric cables by mechanical agitation2019

    • 著者名/発表者名
      Lu Jiaqi、Xu Jing、Kumagai Shogo、Kameda Tomohito、Saito Yuko、Yoshioka Toshiaki
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 93 ページ: 54-62

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2019.05.024

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical dechlorination of polyvinyl chloride wastes in NaOH/ethylene glycol using an up-scale ball mill reactor and validation by discrete element method simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Lu Jiaqi、Borjigin Siqingaowa、Kumagai Shogo、Kameda Tomohito、Saito Yuko、Yoshioka Toshiaki
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 99 ページ: 31-41

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2019.08.034

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deducing targets of emerging technologies based on ex ante life cycle thinking: Case study on a chlorine recovery process for polyvinyl chloride wastes2019

    • 著者名/発表者名
      Lu Jiaqi、Kumagai Shogo、Ohno Hajime、Kameda Tomohito、Saito Yuko、Yoshioka Toshiaki、Fukushima Yasuhiro
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 151 ページ: 104500-104500

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2019.104500

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Separation of copper and polyvinyl chloride from thin waste electric cables: A combined PVC-swelling and centrifugal approach2019

    • 著者名/発表者名
      Jing Xu, Shogo Kumagai, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Kenshi Takahashi, Hiroshi Hayashi, Toshiaki Yoshioka
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 89 ページ: 27-36

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2019.03.049

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of a deplasticizer - ball milling method for separating Cu and PVC from thin electric cables: A simulation and experimental approach2018

    • 著者名/発表者名
      Jing Xu, Jiaqi Lu, Shogo Kumagai, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Kenshi Takahashi, Hiroshi Hayashi, Toshiaki Yoshioka
    • 雑誌名

      Waste Management

      巻: 82 ページ: 220-230

    • DOI

      10.1016/j.wasman.2018.10.032

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnosing chlorine industrial metabolism by evaluating the potential of chlorine recovery from polyvinyl chloride waste-A case study in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kumagai, Jiaqi Lu, Yasuhiro Fukushima, Hajime Ohno, Tomohito Kameda, Toshiaki Yoshioka
    • 雑誌名

      Resources, Conservation and Recycling

      巻: 133 ページ: 354-361

    • DOI

      10.1016/j.resconrec.2017.07.007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] プラスチックリサイクルの現状と展望<化学資源化の観点から>2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤優子、熊谷将吾、亀田知人、吉岡敏明
    • 雑誌名

      プラスチックス

      巻: 11月号 ページ: 32-38

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] プラスチックリサイクルの研究開発動向と課題:フィードストックリサイクルを中心として2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤優子、熊谷将吾、吉岡敏明
    • 雑誌名

      化学工学論文集

      巻: 43 号: 4 ページ: 178-184

    • DOI

      10.1252/kakoronbunshu.43.178

    • NAID

      130005815233

    • ISSN
      0386-216X, 1349-9203
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 湿式プロセスによる自動車シュレッダーダスト(ASR)の脱ハロゲン化技術2019

    • 著者名/発表者名
      吉岡敏明、陸嘉喜、博吉汗斯琴高娃、熊谷将吾、亀田知人、齋藤優子
    • 学会等名
      自動車技術会2019年春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 静脈産業と動脈産業の協働によるプラスチックリサイクル2019

    • 著者名/発表者名
      吉岡敏明
    • 学会等名
      第30回廃棄物資源循環学会研究発表会国際セッション
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Halogen Cycle through Recycling of Waste Materials2019

    • 著者名/発表者名
      吉岡敏明
    • 学会等名
      2019年度化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 廃棄物の資源価値を高める化学プロセス2019

    • 著者名/発表者名
      吉岡敏明
    • 学会等名
      地球環境技術推進懇談会 研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Integration of arterial and venous industries & promotion of chemical (feedstock) recycling2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      Chemical Sciences and Society Summit
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sustainability strategy for developing advanced recycling technologies - case study on a Cl circulation system by Cl recovery from PVC wastes2018

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Lu, Shogo Kumagai, Yasuhiro Fukushima, Hajime Ohno, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      2018 Spring Scientific Conference by Korea Society of Waste Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Separation of copper and polyvinyl chloride from waste electric cables by swelling PVC coverings with stirring in organic solvents2018

    • 著者名/発表者名
      Jing Xu, Shogo Kumagai, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      2018 Spring Scientific Conference by Korea Society of Waste Management
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有機系廃棄物リサイクルの可能性と価値2018

    • 著者名/発表者名
      吉岡 敏明
    • 学会等名
      日本液体清澄化技術工業会 第22期環境・エネルギー委員会見学講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous recovery of copper, PVC, and plasticizers from thin electric cables by combination of PVC swelling and centrifugal separation2018

    • 著者名/発表者名
      徐静、熊谷将吾、亀田知人、齋藤優子、髙橋憲史、林浩志、吉岡敏明
    • 学会等名
      第7回高分子学会グリーンケミストリー研究会シンポジウム、第21回プラスチックリサイクル化学研究会討論会 合同発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The perspective on a Cl circulation system with advanced PVC wastes recycling2018

    • 著者名/発表者名
      陸嘉麒、熊谷将吾、福島康裕、大野肇、亀田知人、齋藤優子、吉岡敏明
    • 学会等名
      第7回高分子学会グリーンケミストリー研究会シンポジウム、第21回プラスチックリサイクル化学研究会討論会 合同発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Separation of copper and PVC from thin electric cables by PVC swelling with centrifugal force2018

    • 著者名/発表者名
      Xu Jing, Kumagai Shogo, Kameda, Saito Yuko, Takahashi Kenshi, Hayashi Hiroshi, Yoshioka Toshiaki
    • 学会等名
      第29回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deducing the sustainability criteria of advanced PVC wastes recycling technology for Cl circulation system at its early stage of development2018

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Lu, Shogo Kumagai, Hajime Ohno, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Toshiaki Yoshioka, Yasuhiro Fukushima
    • 学会等名
      The 13th Biennial International Conference on EcoBalance 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Carbon Intensity of Goods Consumed by Households by Integrating Footprint and Flow of Carbon: the Case of Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ohno, Yosuke Shigetomi, Yasuhiro Fukushima
    • 学会等名
      The 13th Biennial International Conference on EcoBalance 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Waste Recycling Technology to Reduce the Chemical Risk2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      The13th International Conference on Waste Management and Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ex-ante assessment of a new process-case study on chlorine recovery from PVC wastes in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Lu, Shogo Kumagai, Yasuhiro Fukushima, Hajime Ohno, Tomohito Kameda, Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      International Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evalution of an emerging technology by material flow analysis-case study on a potential Cl circulation system with PVC wastes recycling2017

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Lu, Shogo Kumagai, Yasuhiro Fukushima, Hajime Ohno, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      4th international Conference on Final Sinks
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identify energy consumption and CO2 emission benchmark for the assessment of chlorine recovery from PVC wastes2017

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Lu, Shogo Kumagai, Yasuhiro Fukushima, Hajime Ohno, Tomohito Kameda, Yuko Saito, Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      第28回廃棄物資源循環学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Waste Material Recycling: Aiming the Future2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Yoshioka
    • 学会等名
      The Asian Conference on Safety & Education in Laboratory
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 環境価値としてのリサイクル2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡 敏明
    • 学会等名
      賢材研究会 2017年度 第2回学術技術交流会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 持続可能な社会に向けて-新たな価値創造と資源循環のあり方-2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡 敏明
    • 学会等名
      第12回容器包装3R推進フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 資源循環を通して見えてくる新しい環境価値2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡 敏明
    • 学会等名
      第46回産業技術フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学プロセスが有するリサイクル価値の概念2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡 敏明
    • 学会等名
      セラミックス協会2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 最新 材料の再資源化技術事典2017

    • 著者名/発表者名
      熊谷将吾, 吉岡敏明
    • 総ページ数
      750
    • 出版者
      産業技術サービスセンター
    • ISBN
      9784915957970
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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