Keramikfilter für Biomasseanlagen – Funktionsweise, Vorteile und Einsatzbereiche
- APF Advanced Particle Filters GmbH
- 10. Dez. 2025
- 6 Min. Lesezeit
Aktualisiert: 23. Dez. 2025
Die Reduktion von Feinstaubemissionen ist ein wesentlicher Bestandteil moderner Biomassefeuerungen. Neben einer sauberen und stabilen Verbrennung tragen besonders innovative Reinigungstechnologien zur Emissionsminderung bei. Eine dieser Technologien ist der Keramikfilter – auch Keramikkerzenfilter, Kerzenfilter oder Heißgasfilter genannt.
Dieses Filtrationssystem ermöglicht eine hochwirksame Abscheidung feinster Partikel und eignet sich besonders für Anlagen mit trockenen Abgasbedingungen. Ebenso wird der Filter in Anlagen eingesetzt, bei denen vermehrt mit Funkenflug und erhöhten Abgastemperaturen zu rechnen ist.
Der folgende Beitrag beschreibt die Funktionsweise, die technischen Eigenschaften, die Einsatzbereiche und die betrieblichen Vorteile dieser Technologie. Gleichzeitig zeigt er, warum Keramikfilter heute in vielen Heizwerken als Standardlösung zur Feinstaubminderung etabliert sind.
Was ist ein Keramikfilter?
Ein Keramikfilter entfernt Feinstaubpartikel durch Oberflächenfiltration aus dem Abgasstrom. Im Gegensatz zu einem Elektrofilter, der Partikel elektrostatisch auflädt, erfolgt die Abscheidung beim Keramikfilter nahezu vollständig an der Oberfläche keramischer Filterelemente, an denen sich ein Filterkuchen bildet.
Das Keramikfilter der APF (APFenergyCeramicFilter) hat folgende technische Merkmale:
vertikale, starre und selbsttragende Filterkerzen aus Faserkeramik, hochtemperaturbeständig über 260 °C, unempfindlich gegenüber Funkenflug, nicht brennbar und mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit
geringe Filterflächenbelastung, um hohe Abscheidegrade und lange Standzeiten der Filterkerzen sicherzustellen
optimierte und homogene Anströmung der Filterkerzen für ein gleichmäßiges Filtrationsverhalten
Abgasführung in nach unten gerichteter Strömung zur Förderung der Partikelsedimentation
vollautomatische Jet-Pulse-Abreinigung (zeit- oder differenzdruckgesteuert) zur Minimierung der Regenerationshäufigkeit bei gleichzeitig hohen Abscheidegraden
integrierter Abgas-Bypass zur Minimierung von Kondensation während des Anfahrens
federkraftunterstützter Abgasschieber für den Bypassbetrieb bei Überschreitung zulässiger Differenzdrücke
Spülluftstutzen zum Verdrängen von Abgas aus dem Innenraum nach Beendigung des Filtrationsvorgangs bzw. zur Vorwärmung
Warmwasserbegleitheizung zur Vermeidung von Kondensation und daraus entstehenden Betriebsstörungen
Durch diese Kombination werden hohe Standzeiten der Filterkerzen und Abscheidegrade von über 99 % erreicht – ein Wert, der sowohl für gesetzliche Vorgaben als auch Förderprogramme maßgeblich ist.
Wie funktioniert ein Keramikfilter?
Die Funktion eines Keramikfilters kann in folgende Abschnitte eingeteilt werden:
Genaue Informationen der einzelnen Abschnitte erhalten Sie im folgenden Abschnitt.
1. Abgaseintritt und Abgasverteilung
Das Rohgas wird über den Abgasventilator durch das Keramikfiltersystem geleitet. Das Abgas strömt durch optimierte Leitkanäle gleichmäßig in die Rohgaskammer und wird dabei homogen auf die vertikal angeordneten Filterkerzen verteilt. Dies ist entscheidend für eine möglichst gleichmäßige Filterflächenbelastung und Durchströmung der Filterkerzen. Die nach unten gerichtete Strömung fördert das Sedimentationsverhalten der Staubpartikel.
2. Filterkerzen und Filtration
Die Filterkerzen sind starre, selbsttragende Hohlkörper aus Faserkeramik; hochtemperaturbeständig für > 260°C, nicht brennbar und unempfindlich gegen Funkenflug, sowie resistent gegen hohe Temperaturwechsel. Sie sind unten durch eine Kugelkalotte verschlossen und oben über einen Flansch in der Kopfplatte des Keramikfilters befestigt, die Roh- und Reingasraum trennt.
Durch die homogene Anströmung und die geringe Filterflächenbelastung strömt das Rohgas gleichmäßig von außen nach innen durch die Kerzen. Die Partikelabscheidung erfolgt anfangs im oberflächennahen Bereich und später fast ausschließlich im entstehenden Filterkuchen, der durch zunehmende Staubeinlagerung an der Oberfläche der Filterkerzen entsteht. Der Filterkuchen wirkt als Sperrschicht und erhöht den Fraktionsabscheidegrad erheblich.
Ziel ist es, möglichst rasch in den Zustand der reinen Oberflächenfiltration zu gelangen, da dieser ein stabiles Differenzdruckverhalten (typischerweise 500–2.000 Pa), hohe Abscheideleistung und eine verlängerte Standzeit der Filterkerzen ermöglicht.
3. Regeneration der Filterkerzen
Mit zunehmender Höhe des Filterkuchens steigt der Druckverlust. Daher müssen die Filterkerzen periodisch regeneriert werden. Diese Abreinigung der Filterkerzen erfolgt durch die vollautomatische Jet-Pulse-Abreinigung online während des Filtrationsbetriebs. Dabei werden durch einen Druckluftimpuls, der entgegen der Strömungsrichtung von der Reingasseite aus durch die Filterkerzen strömt, Partikelverbände von der Filterkerzenoberfläche abgelöst, welche in den Stabtrichter sedimentieren. Für den Druckluftimpuls wird ölfreie Druckluft mit 3–6 bar genutzt.
Die Regeneration wird zeit- oder differenzdruckgesteuert ausgelöst und erfolgt stets nur für eine Filterkerzenreihe gleichzeitig.
Dem hohen Abscheidegrad des Keramikfilters während des Filtrationsvorgangs steht die notwendige Regeneration, also die Abreinigung des Filterkuchens, gegenüber. Unmittelbar nach dem Ablösen der Partikelschicht von den Filterkerzen können bei wieder einsetzender Filtration Partikel aufgrund des fehlenden Filterkuchens leichter in die Kerzen eindringen und teilweise bis auf die Reingasseite gelangen. Dadurch kann die Regeneration die Partikeleinlagerung in die Filterkerze vorübergehend verstärken und die Partikelemission erhöhen. Eine Reduzierung der Regenerationshäufigkeit und -intensität auf das technisch notwendige Minimum wirkt sich daher positiv auf die Partikelkonzentration im Reingas sowie auf die Lebensdauer der Filterkerzen aus.
4. Abgasaustritt und Staubaustrag
Das gefilterte Abgas wird über die Reingaskammer mit integriertem Reingaskanal, durch den Abgasventilator in die Abgasführung der Anlage übergeben. Die Staubmessung nach dem triboelektrischen Prinzip beim Abgasaustritt dient der Überwachung eines möglichen Staubdurchschlags, beispielsweise im Fall eines Filterkerzenbruchs, und ermöglicht – sofern gefordert – den Nachweis des kontinuierlichen effektiven Betriebs gemäß 44. BImSchV in Verbindung mit VDI 3953-Blatt 1.
(Mehr Informationen für Anlagenbetreiber zur 44.BImschV und die VDI 3953 finden Sie in unserem Blogbeitrag und auf unserer Website).
Die abgereinigten Partikelbestände sammeln sich im Staubtrichter des Keramikfilters und werden über eine integrierte Förderschnecke in weiterführende Förderschnecken oder in eingehauste Big-Bags oder Staubcontainer ausgetragen. Der Staubaustrag erfolgt automatisch; Bedienereingriffe beschränken sich auf den regelmäßigen Austausch des Containers.
Damit der Staubaustrag und damit der Filterbetrieb störungsfrei abläuft, ist der Staubtrichterbereich zusätzlich mit einer aktiven Warmwasser-Begleitheizung ausgestattet, die Kondensation und daraus entstehende Betriebsstörungen minimiert.
5. Filterspülung
Nach Ende des Filtrationsvorgangs können die Filterkerzen über einen Spülluftanschluss mit warmer Spülluft durchströmt werden. Sie verdrängt feuchtes Abgas aus dem Innenraum des Filters und kann zur Vorwärmung vor erneuter Filtration genutzt werden.
Für welche Feuerungsanlagen ist ein Keramikfilter geeignet?
Ein Keramikfilter eignet sich für eine Vielzahl von Biomasseanlagen, insbesondere:
für die Entstaubung von Abgas aus der Verbrennung trockener Industrieresthölzer aus der Holzbearbeitung oder Herstellung von Platten und Möbeln, solange diese keine Schwermetalle oder halogenorganische Verbindungen enthalten
für andere Anwendungen mit trockenen Verbrennungsbedingungen
für hohe Anforderungen an die Emissionsminderung
für Abgastemperaturen im Temperaturbereich > 260°C
für den Einsatz einer Flugstromadsorption zur Abscheidung saurer Abgasbestandteile wie Chlor, Schwefel, etc.
für Anlagen ab ca. 200 kW Leistung
Welche Vorteile bietet ein Keramikfilter?
Ein Keramikfilter bietet zahlreiche technische und betriebliche Vorteile, die ihn besonders für langfristig stabile Anlagenkonzepte attraktiv machen:
✓ Hohe Abscheideleistung
Abscheidegrad bis >99%, wodurch selbst strenge Grenzwerte sicher eingehalten werden.
✓ Keine Betriebsunterbrechungen
Die Jet-Pulse-Reinigung erfolgt vollautomatisch während des regulären Anlagenbetriebs.
✓ Hohe Temperaturbeständigkeit
Filterkerzen aus Faserkeramik halten thermische Belastungen zuverlässig aus und bieten eine sehr gute mechanische Stabilität.
✓ Geringer Wartungsaufwand
Regelmäßige Sichtkontrollen und das Wechseln des Staubcontainers sind meist ausreichend. Größere Wartungsarbeiten werden üblicherweise im Rahmen eines Jahresservices durchgeführt.
✓ Intelligente Systemüberwachung
Eine moderne Steuerung überwacht die Regeneration, Leckagen und Betriebsparameter, Fernzugriff über VNC.
✓ Förderkonform und normgerecht
Keramikfilter erfüllen die Anforderungen aktueller Förderprogramme und gesetzlicher Normen im Bereich der Feinstaubminderung.
Keramikfilter und Elektrofilter – komplementäre Lösungen
Keramikfilter und Elektrofilter sind zwei unterschiedliche, aber gleichwertige Technologien, die sich je nach Anlagenkonfiguration optimal einsetzen lassen. Die beste Art der Filtration hängt von Brennstoff, Brennstofffeuchte, Anlagengröße und Emissionsanforderungen ab.
APF bietet beide Systeme, sodass für jede Biomasseanlage eine passende Lösung konfiguriert werden kann.
Einbau und Integration in Heizwerke
Dank kompakter Bauweise und integrierter Steuerung kann der APFenergyCeramicFilter effizient in neue oder bestehende
Anlagen eingebunden werden.
Er wird hinter dem Wärmetauscher der Feuerung vor dem Abgasventilator montiert. Die freistehende Konstruktion ermöglicht eine flexible Positionierung, auch in Technikräumen mit begrenztem Platzangebot.
Für einen dauerhaft zuverlässigen Betrieb sollten folgende Bedingungen erfüllt sein:
ausreichend dimensionierte Abgasabsaugung,
trockene und temperaturstabile Verbrennung,
Druckluftversorgung (3–6 bar, trocken und ölfrei),
Warmwasser für Warmwasser-Begleitheizung,
Warmluft zum Spülen nach Beendigung des Filtratinsbetriebes
Internet für Fernzugriff über VNC,
regelmäßiges Wechseln des Staubcontainers.
Zusätzliches Wissenswertes über Keramikfilter
Wie ist ein Keramikfilter in einer Biomasseanlage grundsätzlich aufgebaut?
Ein Keramikfiltersystem ist so aufgebaut, dass das Abgas kontrolliert durch keramische Filterkerzen geführt wird, in denen die Staubabscheidung erfolgt.
Das Filtersystem umfasst dafür unter anderem Bereiche für den Rohgas- und Reingasstrom, eine Einheit zur automatischen Abreinigung der Filterkerzen sowie Einrichtungen für Staubaustrag und Betriebsüberwachung. Der Aufbau ist darauf ausgelegt, einen stabilen und überwachten Filterbetrieb zu ermöglichen.
Wie funktioniert die Staubabscheidung im Keramikfilter?
Die Staubabscheidung erfolgt, indem das Abgas gleichmäßig durch die Filterkerzen strömt.
Feine Partikel lagern sich dabei an der Oberfläche der Kerzen an und bilden eine Partikelschicht. Das gereinigte Abgas wird anschließend als Reingas aus dem Filtersystem abgeführt.
Wie werden die Filterkerzen während des Betriebs gereinigt?Die Filterkerzen werden im laufenden Betrieb automatisch gereinigt.
Die Filterkerzen werden im laufenden Betrieb automatisch gereinigt.
Dabei wird die anhaftende Partikelschicht in regelmäßigen Zeitabständen durch kurze Druckluftimpulse von der Reingasseite abgelöst. Die Abreinigung erfolgt reihenweise und ist so ausgelegt, dass der Filtrationsbetrieb nicht unterbrochen werden muss.
Warum ist in einem Keramikfiltersystem ein Abgas-Bypass vorgesehen?
Der Abgas-Bypass ermöglicht es, das Abgas bei bestimmten Betriebszuständen am Filtersystem vorbeizuführen, etwa im Stand-by-Betrieb oder bei temperaturabhängigen Umschaltungen.
Das Abgasschiebersystem stellt dabei sicher, dass immer nur ein Abgasweg geöffnet ist. Dies trägt zur Betriebssicherheit und zum Schutz des Filtersystems bei.
Fazit: Keramikfilter als zuverlässige Lösung für moderne Biomasseanlagen
Der Keramikfilter ist eine robuste und hocheffiziente Technologie zur Feinstaubminderung in Biomasseanlagen. Durch die Kombination keramischer Filterelemente, vollautomatischer Jet-Pulse-Reinigung und moderner Steuerungstechnik gewährleistet er eine konstant hohe Abscheideleistung – auch unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen.
Für Betreiber bietet der Keramikfilter eine dauerhaft stabile, normgerechte und wartungsarme Lösung. Mit dem umfassenden APF-Produktportfolio, einschließlich Trockenektrofiltern und Nassfiltern, lässt sich für jede Anlage das passende Reinigungssystem definieren.
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