Was ist chemische Schleifenverbrennung?
Die chemische Kreislaufverbrennung ist eine Technik, bei der beim Verbrennen von Kraftstoff Metalloxide anstelle von Luft verwendet werden. Diese Systeme verwenden typischerweise ein Fließbett, um Metalloxide in eine Reaktionskammer zu zirkulieren, wo sie den für die Verbrennung erforderlichen Sauerstoff liefern. Die Metalloxide werden dann in einen anderen Bereich zurückgeführt, wo mehr Sauerstoff hinzugefügt werden kann. Da bei der Verbrennung nur reiner Sauerstoff verwendet wird, entsteht kein Stickoxid. Die Rauchgase eines chemischen Kreislaufverbrennungsprozesses bestehen in der Regel hauptsächlich aus Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf. Daher kann dieses Verfahren nützlich sein, um Kohlenstoff auf wirtschaftliche Weise zu binden.
In einem chemischen Kreislaufverbrennungsprozess gibt es typischerweise zwei verschiedene Reaktoren, die auf irgendeine Weise miteinander verbunden sind. Einer dieser Reaktoren enthält einen Brennstoff, für dessen Verbrennung Sauerstoff erforderlich ist. Metalloxide werden typischerweise durch ein Fließbett in diesen Reaktor umgewälzt. Die Metalloxide werden dann verwendet, um den Brennstoff zu oxidieren. Befindet sich Sauerstoff im Kraftstoff, kann dieser verbrannt werden.
Nachdem die Metalloxide im ersten Reaktor von Sauerstoff befreit worden sind, werden sie in einen Luftreaktor zurückgeführt. Wenn das reduzierte Metall in diese Kammer gelangt, ist es Luft ausgesetzt, an diesem Punkt kann es mehr Sauerstoffatome aufnehmen und wieder oxidieren. Der Prozess wird dann in einer Schleife geführt, während das neu oxidierte Metall in den Brennstoffreaktor zurückgeführt und zur Erleichterung eines weiteren Verbrennungszyklus verwendet wird.
Wenn irgendeine Art von Kraftstoff in Gegenwart von Luft verbrannt wird, wird eine Anzahl von Nebenprodukten gebildet. Jedes der verschiedenen Elemente in Luft und Kraftstoff kann auf viele verschiedene Arten interagieren und eine Reihe chemischer Kombinationen erzeugen. Kohlendioxid ist ein Hauptbestandteil der meisten Rauchgase. Aufgrund der Anwesenheit von Stickstoff in der Luft entstehen bei den meisten Verbrennungsprozessen jedoch auch Stickoxide. Die Verbrennung von Sauerstoff bezieht sich auf einen Prozess, bei dem Sauerstoff auf irgendeine Weise von der Luft getrennt wird, wodurch die chemischen Reaktionen, die während der Verbrennung auftreten, vereinfacht werden. Chemische Kreislaufverbrennung ist eine Art von Oxy-Fuel-Verbrennungsprozess.
Der Hauptvorteil der chemischen Kreislaufverbrennung besteht darin, dass der Inhalt der Rauchgase vereinfacht werden kann. Es kann schwierig und kostspielig sein, Kohlendioxid von Stickoxiden abzutrennen oder Kohlenstoff direkt aus der Luft abzuscheiden. Das Abtrennen von Wasserdampf von Kohlendioxid ist erheblich einfacher, sodass die Rauchgase, die bei der Verbrennung in chemischen Kreisläufen entstehen, weniger kostspieliges Kohlendioxid enthalten.