La combustión en bucle químico es una técnica que utiliza óxidos metálicos en lugar de aire en el proceso de quema de combustible. Estos sistemas suelen utilizar un lecho fluidizado para hacer circular óxidos metálicos en una cámara de reacción, donde proporcionan el oxígeno necesario para la combustión. Luego, los óxidos metálicos circulan de regreso a un área diferente donde se puede agregar más oxígeno. Dado que solo se utiliza oxígeno puro en el proceso de combustión, no se produce óxido de nitrógeno. Los gases de combustión de un proceso de combustión en bucle químico generalmente consisten principalmente en dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua, por lo que este método puede ser útil para secuestrar carbono de una manera económica.
En un proceso de combustión en bucle químico, normalmente hay dos reactores diferentes que están interconectados de alguna manera. Uno de estos reactores contiene algún tipo de combustible que requiere oxígeno para quemarse. Los óxidos metálicos se hacen circular, típicamente a través de un lecho fluidizado, en este reactor. Luego, los óxidos metálicos se utilizan para oxidar el combustible. Una vez que hay oxígeno presente en el combustible, se puede quemar.
Una vez que los óxidos metálicos se han despojado de oxígeno en el primer reactor, se vuelven a hacer circular a un reactor de aire. Cuando el metal reducido pasa a esta cámara, queda expuesto al aire, momento en el que puede absorber más átomos de oxígeno y volver a oxidarse. Luego, el proceso se enlaza, ya que el metal recién oxidado se hace circular de regreso al reactor de combustible y se usa para facilitar otro ciclo de combustión.
Cuando se quema cualquier tipo de combustible en presencia de aire, se forman varios subproductos. Cada uno de los diferentes elementos presentes en el aire y el combustible puede interactuar de muchas formas diferentes, creando una serie de combinaciones químicas. El dióxido de carbono es un componente principal de la mayoría de los gases de combustión, pero debido a la presencia de nitrógeno en el aire, la mayoría de los procesos de combustión también producen óxido de nitrógeno. La combustión de oxicombustible se refiere a un proceso en el que el oxígeno se separa de alguna manera del aire, lo que simplifica las reacciones químicas que ocurren durante la combustión. La combustión en bucle químico es un tipo de proceso de combustión de oxicombustible.
El principal beneficio de la combustión en bucle químico es que se puede simplificar el contenido de los gases de combustión. Puede ser difícil y costoso separar el dióxido de carbono del óxido de nitrógeno o secuestrar carbono directamente del aire. El proceso de separar el vapor de agua del dióxido de carbono es significativamente más fácil, por lo que los gases de combustión creados por la combustión en bucle químico contienen dióxido de carbono que es menos costoso de secuestrar.