Награда Министерства сельского хозяйства США в размере 650 тысяч долларов, предоставленная NIU, может привести к созданию первого в мире трубопровода для биомассы

Nov 06, 2023

ДеКалб, Иллинойс – Махди Ваези из NIU изучает возможность строительства инновационного, первого в своем роде трубопровода для биомассы.

Профессор инженерных технологий Махди Ваези

Исследовательский проект, поддержанный грантом в размере 650 000 долларов США в течение четырех лет от Министерства сельского хозяйства США, может заложить основу для первого в мире трубопровода для подачи биомассы в штате Мэн, говорит Ваези, профессор инженерных технологий.

Проще говоря, биомасса — это возобновляемый органический материал, получаемый из растений и животных. Его использовали для приготовления пищи и сохранения тепла с самого зарождения человечества — вспомните, например, дровяную печь или камин.

По данным Управления энергетической информации США, биомасса продолжает оставаться важным топливом во многих странах, особенно для приготовления пищи и отопления в развивающихся странах. Использование биомассы для транспорта и производства электроэнергии растет во многих развитых странах как средство предотвращения выбросов углекислого газа в результате использования ископаемого топлива.

Сегодняшнее сырье для биомассы может включать в себя специальные энергетические культуры, остатки сельскохозяйственных культур, остатки лесного хозяйства, водоросли, отходы деревообработки и органические компоненты городских и промышленных отходов. Выгоды от использования энергии биомассы включают снижение зависимости от иностранной нефти, поддержку сельскохозяйственной и лесной промышленности США, а также возможность значительного сокращения выбросов парниковых газов.

«Большая часть мира зависит от ископаемого топлива, и все ищут варианты замены», — сказал Ваези. «Тем не менее, у нас есть огромные источники биомассы, которые выбрасываются или используются недостаточно».

Ваези впервые изучил возможность создания трубопровода для биомассы в своей диссертации почти десять лет назад в Университете Альберты в Канаде. Для нового проекта в его распоряжении будет значительно больше ресурсов.

Грант Министерства сельского хозяйства США будет частично использован для приобретения инструментов и оборудования примерно на 100 000 долларов США для новой лаборатории передовых технологий и экосистем для отходов (WASTE Lab) в Still Gym, где в ближайшие месяцы будет собран 30-футовый прототип конвейера с замкнутым контуром. . Департамент инженерных технологий НИУ, Колледж инженерии и инженерных технологий и Отдел исследований и инновационного партнерства (RIPS) также поддерживают развитие лаборатории.

RIPS также помог Ваези найти промышленных и научных партнеров для проекта. Сотрудниками гранта являются доктор Париса Мирбод (Лаборатория Мирбод) из Университета Иллинойса в Чикаго (UIC) и компания Biofine Developments Northeast Inc., производитель биомассы и завод по биопереработке. Мирбод и ее группа из UIC будут исследовать явления, лежащие в основе образования пробкового потока и эффекта снижения сопротивления в потоке суспензий частиц волокнистой биомассы в трубах и насосах, используя методы визуализации потока, такие как скорость изображения частиц (PIV).

«Это отличный пример исследовательского сотрудничества, которое связывает профессорско-преподавательского состава с новаторами, предпринимателями, представителями промышленности и студентами», — сказал Джеральд Блейзи, вице-президент RIPS. «Мы рады помочь поддержать это важное исследование».

Ваези намерен нанять доктора философии. Студент, трое магистрантов и несколько студентов-старшекурсников будут работать над лабораторными компонентами, а команды старших дизайнеров также займутся аспектами проекта.

«Помимо исследовательских приложений, этот проект имеет обучающее применение в таких областях, как механика жидкости, насосные и трубопроводные системы, управление энергопотреблением и контрольно-измерительные приборы», — сказал Ваези.

По согласованию с Институтом управления строительством штата Мэн, проект будет включать в себя тематическое исследование техноэкономики крупномасштабных и магистральных трубопроводов биомассы для потенциального трубопровода для щепы длиной 10 миль для снабжения коммерческого порта в Истпорте. Мэн. Щепа будет транспортироваться в виде суспензии (смесь воды) по трубопроводу в порт и отправляться в Европу.

«В штате Мэн есть огромный порт, который частично используется для отправки щепы в Европу, но они не могут доставить в порт достаточно материала из-за проблем с транспортировкой», - сказал Ваези. «Трубопровод может устранить необходимость в тысячах грузовиков с щепой в год».