Химическое петлевое сжигание — это метод, при котором в процессе сжигания топлива вместо воздуха используются оксиды металлов. В этих системах обычно используется псевдоожиженный слой для циркуляции оксидов металлов в реакционную камеру, где они обеспечивают кислород, необходимый для горения. . Оксиды металлов затем циркулируют обратно в другую зону, где можно добавить больше кислорода. Поскольку в процессе горения используется только чистый кислород, никакие оксид азота производится. Дымовые газы процесса горения с химическим циклом обычно состоят в основном из двуокиси углерода (CO2) и водяного пара. Этот метод может быть полезен для экономичного связывания углерода.
В химическом петлевом процессе сжигания обычно есть два разных реактора, которые каким-то образом связаны между собой. Один из этих реакторов содержит топливо какого-то типа, для горения которого требуется кислород. Оксиды металлов циркулируют в этом реакторе, как правило, через псевдоожиженный слой. Затем оксиды металлов используются для окисления топлива. Если в топливе присутствует кислород, его можно сжечь.
После удаления кислорода из оксидов металлов в первом реакторе они возвращаются в воздушный реактор. Когда восстановленный металл проходит в эту камеру, он подвергается воздействию воздуха, после чего он может поглощать больше атомов кислорода и снова окисляться. Затем процесс зацикливается, поскольку вновь окисленный металл возвращается обратно в топливный реактор и используется для облегчения другого цикла горения.
При сжигании любого вида топлива в присутствии воздуха образуется ряд побочных продуктов. Каждый из различных элементов, присутствующих в воздухе и топливе, может взаимодействовать по-разному, создавая ряд химических комбинаций. Углекислый газ является одним из основных компонентов большинства дымовых газов, но из-за присутствия в воздухе азота большинство процессов горения также приводят к образованию оксида азота. Кислородно-горение топлива относится к процессу, при котором кислород тем или иным образом отделяется от воздуха, что упрощает химические реакции, происходящие при горении. Химическое петлевое сжигание является одним из типов процесса кислородно-топливного сжигания.
Основное преимущество химического петлевого сжигания заключается в том, что содержание дымовых газов может быть упрощено. Отделить диоксид углерода от оксида азота или улавливать углерод непосредственно из воздуха может быть сложно и дорого. Процесс отделения водяного пара от двуокиси углерода значительно проще, поэтому дымовые газы, образующиеся при сжигании в петлевом химическом режиме, содержат двуокись углерода, улавливание которой обходится дешевле.