Tại sao bơm hydro không khả thi về mặt kỹ thuật trong lò DRI trục đứng?
Ngày 06 tháng 8 năm 2026
Annie Nguyễn
Một phân tích kỹ thuật từ K V Subba Rao đã chỉ ra những thách thức cốt lõi khi áp dụng hydro trong lò khử trực tiếp (DRI) quặng sắt trục đứng. Về cơ bản, phản ứng xúc tác ở cấp độ nguyên tử diễn ra trong cả lò trục đứng và lò quay nằm ngang, nhưng hiệu quả ở cấp độ vĩ mô lại hoàn toàn khác biệt.
Ở cấp độ vi mô, sắt xốp kim loại mới hình thành đóng vai trò là chất xúc tác, phá vỡ liên kết H-H của hydro phân tử (H₂) thông qua quá trình hấp phụ hóa học. Điều này tạo ra hydro nguyên tử/radical (H•) có hoạt tính cao, giúp đẩy nhanh quá trình khử wustite (FeO) còn lại. Tuy nhiên, tác động của cơ chế hydro radical này lên hai loại lò lại khác nhau rõ rệt:
-
Trong lò quay nằm ngang: Chuyển động đảo trộn liên tục kết hợp với quá trình khử nhanh nhờ radical giúp ngăn các hạt vật liệu kết dính với nhau, từ đó loại bỏ hiệu quả sự hình thành vòng và cục.
-
Trong lò trục đứng (vertical shaft): Đây là nơi phản ứng radical xúc tác trở thành con dao hai lưỡi. Do các hạt trong lò đứng không bị đảo trộn và bị nén dưới trọng lực mạnh, việc tạo ra một lượng lớn hydro radical (H•) có hoạt tính cao ở nhiệt độ cao làm cho bề mặt sắt kim loại mới cực kỳ dính. Điều này thực sự làm tăng nguy cơ hàn kết ở trạng thái rắn, dẫn đến hiện tượng vón cục, treo lò và đóng cầu (scaffolding) nghiêm trọng hơn nếu không kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ.
Phân tích này cho thấy rằng, mặc dù hydro là một chất khử tiềm năng, việc ứng dụng nó đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về thiết kế lò và động học phản ứng. Công nghệ lò trục đứng, vốn phổ biến trong ngành thép, cần phải giải quyết thách thức "dính kết" này trước khi có thể áp dụng rộng rãi hydro thay thế khí tự nhiên.
