Новый вентилятор для производства дорогих азотных удобрений изобрели бельгийские инженеры

Оригинальную разработку для производства жидких азотных удобрений из воздуха животноводческих предприятий представила Circlair — новая бельгийская компания, спин-офф Лёвенского католического университета (KU Leuven). Воздухоочиститель производит удобрение, содержащее до 60% по массе растворенного нитрата аммония, что соответствует составу жидких минеральных удобрений.

Фото: Circlair

Согласно отчетам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) за 2025–2026 годы, выбросы аммиака из животноводческих комплексов приводят к закислению почв и эвтрофикации водоемов. Это нарушает баланс экосистем и ведет к потере биоразнообразия, а также к образованию опасных вторичных твердых микрочастиц в воздухе.

В интенсивном животноводстве давно применяются кислотные скрубберы (химические воздухоочистители). Они «промывают» вентиляционный воздух ферм кислотой, связывая газообразный аммиак в жидкий раствор солей аммония, которые затем используются в сельском хозяйстве как жидкие минеральные удобрения.

В отличие от большинства старых скрубберов, работающих на дешевой, но менее ценной серной кислоте, Circlair использует азотную кислоту. Благодаря запатентованному протоколу управления, разработанному учеными KU Leuven, система потребляет до 10 раз меньше воды, чем традиционные аналогии.

В процессе нейтрализации аммиака (основание) азотной кислотой образуется растворенный нитрат аммония. Новый протокол контроля за циркуляцией промывочной воды позволяет доводить концентрацию солей в стоке до высоких промышленных значений — вплоть до 60% по массе, что делает получаемый раствор полноценным эквивалентом покупных коммерческих жидких азотных удобрений.

Демонстрационная установка расположена на экспериментальной ферме TRANSfarm Лёвенского университета в Бирбеке. Установка обрабатывает воздух в свинарнике для 300–700 поросят.

«Традиционные скрубберы используют серную кислоту (H₂SO₄), получая на выходе сульфат аммония. Circlair перешел на азотную кислоту (HNO₃), что позволяет улавливать аммиак и превращать его в гораздо более ценный нитрат аммония», подчеркивают авторы разработки.

Алгоритм, разработанный учеными университета KU Leuven, динамически отслеживает уровень pH и объем поступающего из свинарника аммиака. Система автоматически регулирует подачу кислоты и оборот технологической воды. Это позволяет удерживать стабильно высокую концентрацию солей в стоке (до 60%), предотвращая кристаллизацию и порчу оборудования, а также экономит до 90% воды по сравнению со старыми химическими очистителями воздуха.

Исследователи хотят дополнительно оптимизировать систему, используя плазменный реактор, чтобы избежать закупки кислот. Азотная кислота может быть получена из кислорода и азота из воздуха с помощью плазменной технологии. Плазменный реактор представляет собой трубку, в которой химические превращения происходят с помощью электричества. Плазменные реакторы малы и очень гибки. Их можно легко включать и выключать в зависимости от потребности воздухоочистителя в азотной кислоте и наличия возобновляемой электроэнергии для ее производства.