Wat is chemische lustverbranding?
Chemische lusverbranding is een techniek waarbij metaaloxiden worden gebruikt in plaats van lucht om brandstof te verbranden. Deze systemen gebruiken typisch een gefluïdiseerd bed om metaaloxiden in een reactiekamer te circuleren, waar ze de zuurstof leveren die nodig is voor verbranding. De metaaloxiden worden vervolgens terug in een ander gebied gecirculeerd waar meer zuurstof kan worden toegevoegd. Omdat alleen pure zuurstof wordt gebruikt in het verbrandingsproces, wordt er geen stikstofoxide geproduceerd. De rookgassen van een chemisch lusverbrandingsproces bestaan meestal voornamelijk uit koolstofdioxide (CO2) en waterdamp, dus deze methode kan nuttig zijn om koolstof op een economische manier te sekwestreren.
In een chemisch lusverbrandingsproces zijn er typisch twee verschillende reactoren die op een of andere manier met elkaar zijn verbonden. Een van deze reactoren bevat brandstof van een bepaald type dat zuurstof vereist om te verbranden. Metaaloxiden worden in deze reactor gecirculeerd, meestal door een wervelbed. De metaaloxiden worden vervolgens gebruikt om de brandstof te oxideren. Zodra er zuurstof in de brandstof aanwezig is, kan deze worden verbrand.
Nadat de metaaloxiden in de eerste reactor van zuurstof zijn ontdaan, worden ze terug in een luchtreactor gecirculeerd. Wanneer het gereduceerde metaal in deze kamer komt, wordt het blootgesteld aan lucht, op welk punt het meer zuurstofatomen kan opnemen en weer kan oxideren. Het proces wordt vervolgens in een lus geplaatst, terwijl het nieuw geoxideerde metaal terug in de brandstofreactor wordt gecirculeerd en wordt gebruikt om een nieuwe verbrandingscyclus te vergemakkelijken.
Wanneer elk type brandstof wordt verbrand in aanwezigheid van lucht, wordt een aantal bijproducten gevormd. Elk van de verschillende elementen die aanwezig zijn in de lucht en brandstof kunnen op veel verschillende manieren samenwerken, waardoor een aantal chemische combinaties ontstaat. Koolstofdioxide is een hoofdcomponent van de meeste rookgassen, maar vanwege de aanwezigheid van stikstof in de lucht leiden de meeste verbrandingsprocessen ook tot de productie van stikstofoxide. Oxy-fuel-verbranding verwijst naar een proces waarbij zuurstof op een of andere manier wordt gescheiden van de lucht, wat de chemische reacties die tijdens de verbranding plaatsvinden vereenvoudigt. Chemische lusverbranding is een type oxy-brandstofverbrandingsproces.
Het primaire voordeel van chemische lusverbranding is dat de inhoud van de rookgassen kan worden vereenvoudigd. Het kan moeilijk en duur zijn om koolstofdioxide te scheiden van stikstofoxide of om koolstof direct uit de lucht te sekwestreren. Het proces van het scheiden van waterdamp en kooldioxide is aanzienlijk eenvoudiger, dus de rookgassen die door chemische lusverbranding worden gecreëerd, bevatten kooldioxide dat goedkoper is om te sekwestreren.