Kemiallinen silmukkapoltto on tekniikka, jossa polttoaineen polttoprosessissa käytetään metallioksidia ilman sijasta. Nämä järjestelmät käyttävät tyypillisesti leijukerrosta metallioksidien kierrättämiseksi reaktiokammioon, jossa ne tarjoavat palamiseen tarvittavaa happea. Metallioksidit kierrätetään sitten takaisin eri alueelle, jonne voidaan lisätä happea. Koska palamisprosessissa käytetään vain puhdasta happea, typen oksidia ei muodostu. Kemiallisen silmukan polttoprosessin savukaasut koostuvat tyypillisesti pääasiassa hiilidioksidista (CO2) ja vesihöyrystä, joten tämä menetelmä voi olla hyödyllinen sitomaan hiiltä taloudellisesti.
Kemiallisen silmukan polttoprosessissa on tyypillisesti kaksi erilaista reaktoria, jotka on kytketty toisiinsa jollain tavalla. Yksi näistä reaktoreista sisältää jonkin tyyppistä polttoainetta, joka vaatii happea palaakseen. Metallioksidit kierrätetään tyypillisesti leijukerroksen läpi tähän reaktoriin. Metallioksideja käytetään sitten polttoaineen hapettamiseen. Kun polttoaineessa on happea, se voidaan polttaa.
Kun metallioksidit on poistettu hapesta ensimmäisessä reaktorissa, ne kierrätetään takaisin ilmareaktoriin. Kun pelkistetty metalli kulkee tähän kammioon, se altistuu ilmalle, jolloin se voi ottaa lisää happiatomeja ja hapettua uudelleen. Prosessi kierretään sitten, kun juuri hapettunut metalli kierrätetään takaisin polttoainereaktoriin ja sitä käytetään helpottamaan uutta palamisjaksoa.
Kun minkä tahansa tyyppistä polttoainetta poltetaan ilman läsnä ollessa, muodostuu useita sivutuotteita. Kaikki ilmassa ja polttoaineessa olevat eri elementit voivat olla vuorovaikutuksessa monin eri tavoin ja luoda useita kemiallisia yhdistelmiä. Hiilidioksidi on useimpien savukaasujen pääkomponentti, mutta koska ilmassa on typpeä, useimmat palamisprosessit johtavat myös typpioksidin muodostumiseen. Happipolttoaineen polttamisella tarkoitetaan prosessia, jossa happi erotetaan jollakin tavalla ilmasta, mikä yksinkertaistaa palamisen aikana tapahtuvia kemiallisia reaktioita. Kemiallinen silmukkapoltto on eräänlainen happipolttoaineen polttoprosessi.
Kemiallisen silmukkapolton ensisijainen etu on, että savukaasujen sisältö voidaan yksinkertaistaa. Hiilidioksidin erottaminen typpioksidista tai hiilen sitominen suoraan ilmasta voi olla vaikeaa ja kallista. Prosessi vesihöyryn erottamiseksi hiilidioksidista on huomattavasti helpompaa, joten kemiallisen silmukkapolton aiheuttamat savukaasut sisältävät hiilidioksidia, joka on halvempaa sitoa.