Cheminis kilpinis degimas yra metodas, kai kuro deginimo procese naudojami metalų oksidai, o ne oras. Šios sistemos paprastai naudoja verdantįjį sluoksnį metalo oksidams cirkuliuoti į reakcijos kamerą, kur jie tiekia degimui reikalingą deguonį. Tada metalų oksidai cirkuliuojami atgal į kitą sritį, kur galima pridėti daugiau deguonies. Kadangi degimo procese naudojamas tik grynas deguonis, azoto oksidas nesusidaro. Dūmų dujos, susidarančios cheminio ciklo degimo proceso metu, dažniausiai susideda iš anglies dioksido (CO2) ir vandens garų, todėl šis metodas gali būti naudingas norint ekonomiškai atskirti anglį.
Cheminio ciklo degimo procese paprastai yra du skirtingi reaktoriai, kurie tam tikru būdu yra tarpusavyje sujungti. Viename iš šių reaktorių yra tam tikros rūšies kuro, kuriam deginti reikia deguonies. Į šį reaktorių metalų oksidai cirkuliuoja, paprastai per verdantįjį sluoksnį. Tada metalų oksidai naudojami kurui oksiduoti. Kai kure yra deguonies, jis gali būti sudegintas.
Pirmajame reaktoriuje iš metalo oksidų pašalinus deguonį, jie cirkuliuojami atgal į oro reaktorių. Kai redukuotas metalas patenka į šią kamerą, jis yra veikiamas oro, tada jis gali priimti daugiau deguonies atomų ir vėl oksiduotis. Tada procesas sujungiamas, nes naujai oksiduotas metalas cirkuliuoja atgal į kuro reaktorių ir naudojamas kitam degimo ciklui palengvinti.
Deginant bet kokios rūšies kurą esant orui, susidaro nemažai šalutinių produktų. Kiekvienas iš skirtingų elementų, esančių ore ir degaluose, gali sąveikauti įvairiais būdais, sukurdamas daugybę cheminių derinių. Anglies dioksidas yra vienas iš pagrindinių daugumos išmetamųjų dujų komponentų, tačiau dėl ore esančio azoto daugumos degimo procesų metu susidaro ir azoto oksidas. Deguonies ir kuro degimas reiškia procesą, kai deguonis tam tikru būdu atskiriamas nuo oro, o tai supaprastina chemines reakcijas, vykstančias degimo metu. Cheminis kilpinis degimas yra viena iš deguonies ir kuro degimo proceso rūšių.
Pagrindinis cheminio ciklo degimo pranašumas yra tas, kad išmetamųjų dujų turinį galima supaprastinti. Gali būti sunku ir brangu atskirti anglies dioksidą nuo azoto oksido arba atskirti anglį tiesiai iš oro. Vandens garų atskyrimo nuo anglies dioksido procesas yra žymiai paprastesnis, todėl išmetamosiose dujose, susidarančiose cheminio kilpinio degimo metu, yra anglies dvideginio, kurį pigiau atskirti.