(نگارنده: دکتر زهرا اسدی- دکترای تخصصی شیمی آلی)

گروه رسانه‌ای پردازش- در سال‌های اخیر، یکی از مباحث کلیدی در توسعه فناوری‌های احیای مستقیم با کوره‌های شفت، نقش فشار عملیاتی در کارایی فرایند و آمادگی برای گذار به هیدروژن بوده است.

تفاوت در فشار کاری، علاوه بر اثرگذاری بر سینتیک واکنش‌ها، ساختار کوره، نحوه کربن‌دهی محصول و قابلیت کاهش انتشار کربن را نیز تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. در این چارچوب، سه فناوری اصلی یعنی MIDREX، HYL/ENERGIRON و PERED رویکردهای متفاوتی را برای دستیابی به تولید فولاد کم‌کربن ارائه می‌کنند.
فناوری HYL/ENERGIRON با فشار عملیاتی نسبتا بالا (حدود ۶ تا ۸ بار) شناخته می‌شود. این ویژگی موجب افزایش سرعت واکنش‌های احیا و فراهم شدن شرایطی می‌شود که احیا و کربن‌دهی به‌طور همزمان در یک ناحیه از کوره انجام گیرد. در نتیجه، امکان تولید آهن اسفنجی با درصد کربن بالاتر فراهم شده و کیفیت محصول برای مصرف در کوره‌های قوس الکتریکی بهبود می‌یابد. همچنین این فناوری به‌دلیل طراحی چرخه گاز، سازگاری مناسبی با سامانه‌های جذب و ذخیره کربن دارد و می‌تواند شدت انتشار CO₂ را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد.
در مقابل، فناوری MIDREX در فشار نزدیک به اتمسفر (حدود ۱/۲ بار) عمل می‌کند. این طراحی ساده‌تر بوده و از نظر سرمایه‌گذاری اولیه مزیت دارد، اما فرایند در سه ناحیه مجزا شامل احیا، انتقال و سرمایش انجام می‌شود. در شرایط افزایش سهم هیدروژن در گاز احیاکننده، کنترل تعادل حرارتی و مدیریت فرایند در این سیستم به دقت بیشتری نیاز دارد.
فناوری PERED به‌عنوان فناوری بومی احیای مستقیم، با طراحی بهینه کوره، نسبت بالاتر هیدروژن به مونوکسیدکربن و سامانه‌های موثر بازیابی حرارت توسعه یافته است. این ویژگی‌ها خطر تشکیل خوشه را کاهش داده و امکان استفاده از گازهای غنی‌تر از هیدروژن را فراهم می‌کند.
در مجموع، MIDREX با سادگی عملیاتی، HYL/ENERGIRON با انعطاف‌پذیری بیشتر در کربن‌دهی و PERED با طراحی بهینه برای گازهای غنی از هیدروژن، هر یک مسیر متفاوتی برای حرکت به سوی تولید فولاد سبز ارائه می‌دهند. انتخاب میان این فناوری‌ها باید بر اساس شرایط خوراک، راهبرد کاهش انتشار و اهداف بلندمدت توسعه صنعتی انجام گیرد.