Proces redukcji bezpośredniej rud żelaza polega na chemicznej redukcji tlenków żelaza do żelaza metalicznego bez etapu wytopu surówki, najczęściej z użyciem gazów redukujących zawierających CO i/lub H2. Kluczowe jest rozpoznanie, w jakim urządzeniu tworzy się środowisko sprzyjające takiej redukcji oraz jaki jest sposób kontaktu gaz–ciało stałe.
Odpowiedź "W reaktorze fluidyzacyjnym." jest poprawna, gdy schemat pokazuje złoże, w którym drobnoziarnisty wsad (ruda/koncentrat) jest unoszony i mieszany przez przepływ gazu. Fluidyzacja powoduje, że cząstki zachowują się jak ciecz: następuje intensywne mieszanie, wyrównanie temperatury oraz bardzo dobra wymiana masy. To sprzyja szybkiemu przebiegowi reakcji redukcji w całej objętości złoża.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do redukcji bezpośredniej w złożu fluidalnym?
- "W retorcie, w warstwie stałej." – retorta jest urządzeniem, w którym wsad pozostaje w złożu stałym (brak fluidyzacji), a warunki transportu masy i ciepła są inne. Jeśli na schemacie widać przepływ gazu powodujący "wrzenie" złoża, retorta nie będzie właściwym wyborem.
- "W piecu elektrycznym, obrotowym." – piec obrotowy (bębnowy) kojarzy się z ruchem obrotowym i mieszaniem mechanicznym wsadu; często jest łączony z procesami prażenia lub redukcji/aglomeracji w innym reżimie pracy. Sam fakt obecności redukcji nie oznacza jeszcze technologii fluidalnej.
- "W piecu szybowym." – piec szybowy pracuje zwykle jako złoże warstwowe, gdzie materiał przemieszcza się grawitacyjnie w dół, a gaz przepływa przeciwprądowo. To inny typ kontaktu faz niż w reaktorze fluidyzacyjnym; brak charakterystycznego stanu fluidalnego cząstek.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na rysunku widać drobne cząstki wsadu w strefie reakcyjnej oraz gaz doprowadzany od dołu, który "unosi" złoże, najczęściej chodzi o reaktor fluidyzacyjny. Jeżeli schemat przypomina pionową kolumnę z warstwowym opadaniem wsadu – częściej będzie to piec szybowy.
