Kessel

Das Heizkraftwerk Altenstadt erzeugt mit seiner Kesselanlage eine Feuerungs-wärmeleistung von 40,4 Megawatt. Die hierzu eingesetzte Technologie wird stationäres Wirbelschichtverfahren genannt. Bei der Wirbelschichtfeuerung findet die Verbrennung grundsätzlich in einem Bett aus Inertmaterial wie Quarzsand statt.

Das Bettmaterial ist relativ grobkörnig und wird durch von unten zugegebene Primärluft in der Schwebe gehalten. Man kann sich das fluidisierte Bett vorstellen wie einen Whirlpool voll Wasser, in den von unten über den ganzen Boden verteilt Luft eingeblasen wird, die dann durch das Wasser aufsteigt und an der Oberfläche ein „Blubbern“ verursacht.
Zum Anfahren der Anlage werden im Heizkraftwerk zwei mit Heizöl betriebene Brenner verwendet, welche dafür sorgen, dass der Kessel auf seine Eigenzündtemperatur kommt.

Beim Erreichen dieser Temperatur wird dem Kessel durch die gegenüberliegenden Fallschächte Brennstoff zugeführt, was eine zusätzliche Wärmezuführung durch die beiden Brenner überflüssig macht. Mit dem Einbringen des festen Brennstoffes in die Feuerung wird dieser durch die Wärmestrahlung des Feuerraums schnell erhitzt, sodass flüchtige Bestandteile freigesetzt werden.

In gewissem Umfang erfolgt eine Nachdiffusion von weiter innen liegenden flüchtigen Bestandteilen hin zur Oberfläche. Die flüchtigen Bestandteile vermischen sich mit der Verbrennungsluft und verbrennen nach dem Erreichen ihrer jeweiligen Zündtemperatur durch Reaktion mit dem umgebenden Sauerstoff der Verbrennungsluft. Stehen nicht mehr genügend flüchtige Bestandteile an der Oberfläche zur Verfügung, so wird der Brennstoff von der Oberfläche her weiter erhitzt bis schließlich die Zündtemperatur des Restkohlenstoffs erreicht ist. Mit Erreichen der Zündtemperatur reagiert der Restkohlenstoff mit dem Sauerstoff der zugeführten Verbrennungsluft.

Ab diesem Zeitpunkt wird der Brennstoff einschließlich seiner Flamme durch die Verbrennung selbst zur Strahlungsquelle und gibt Strahlungswärme an seine Umgebung ab. Während dieser letzten Erhitzungsphase wird in weiter innen liegenden Bereichen des Brennstoffs durch Wärmeleitung ebenfalls die Entgasungstemperatur erreicht.

Die flüchtigen Bestandteile und auch gebundenes Wasser wechseln in die Gasphase, was mit einem erheblichen Druckanstieg im Innern des Brennstoffs verbunden ist.  Kleine  Brennstoffteile können dabei regelrecht zerplatzen, während größere Stücke mehr zum Aufplatzen neigen. Die innige Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft bewirkt eine gute Wärmeverteilung innerhalb des Feuerraums. Somit lässt sich aus Biomasse mit einem niedrigen Heizwert schadstoffarm Energie erzeugen, wobei die Verbrennung im Bett bei etwa 800 bis 850 °C erfolgt.