Qu'est-ce que la combustion chimique en boucle?
La combustion en boucle chimique est une technique qui utilise des oxydes de métaux à la place de l'air lors de la combustion de carburant. Ces systèmes utilisent généralement un lit fluidisé pour faire circuler les oxydes métalliques dans une chambre de réaction, où ils fournissent l'oxygène nécessaire à la combustion. Les oxydes métalliques sont ensuite renvoyés dans une zone différente où davantage d’oxygène peut être ajouté. Comme on utilise uniquement de l'oxygène pur dans le processus de combustion, aucun oxyde d'azote n'est produit. Les gaz de combustion provenant d'un processus de combustion en boucle chimique sont généralement principalement constitués de dioxyde de carbone (CO2) et de vapeur d'eau. Cette méthode peut donc être utile pour séquestrer le carbone de manière économique.
Dans un processus de combustion en boucle chimique, deux réacteurs différents sont interconnectés d'une manière ou d'une autre. L'un de ces réacteurs contient du combustible dont la combustion nécessite de l'oxygène. Les oxydes métalliques sont mis en circulation, généralement à travers un lit fluidisé, dans ce réacteur. Les oxydes métalliques sont ensuite utilisés pour oxyder le carburant. Une fois que l'oxygène est présent dans le carburant, il peut être brûlé.
Une fois que les oxydes métalliques ont été débarrassés de l'oxygène dans le premier réacteur, ils sont renvoyés dans un réacteur à air. Lorsque le métal réduit passe dans cette chambre, il est exposé à l'air, point auquel il peut absorber plus d'atomes d'oxygène et se réoxyder. Le processus est ensuite mis en boucle, le métal nouvellement oxydé étant renvoyé dans le réacteur à combustible et utilisé pour faciliter un autre cycle de combustion.
Lorsqu'un type de combustible est brûlé en présence d'air, un certain nombre de sous-produits se forment. Chacun des différents éléments présents dans l'air et le carburant peut interagir de différentes manières, créant ainsi un certain nombre de combinaisons chimiques. Le dioxyde de carbone est l'un des composants principaux de la plupart des gaz de combustion, mais en raison de la présence d'azote dans l'air, la plupart des processus de combustion entraînent également la production d'oxyde d'azote. La combustion par oxycombustion est un processus dans lequel l'oxygène est séparé d'une manière ou d'une autre de l'air, ce qui simplifie les réactions chimiques qui se produisent pendant la combustion. La combustion en boucle chimique est un type de processus de combustion oxy-combustible.
Le principal avantage de la combustion en boucle chimique réside dans le fait que le contenu des gaz de combustion peut être simplifié. Il peut être difficile et coûteux de séparer le dioxyde de carbone de l'oxyde d'azote ou de séquestrer le carbone directement dans l'air. Le processus de séparation de la vapeur d'eau et du dioxyde de carbone est considérablement plus simple. Les gaz de combustion générés par la combustion en boucle chimique contiennent donc du dioxyde de carbone moins coûteux à séquestrer.