用于木材改性的反應器系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開了一種用于木質纖維素材料的改性的反應器系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，該系統(tǒng)包括：反應容器、真空連接件以及連接至氣流回路的入口和/或出口，該氣流回路與換熱器和至少一個流體循環(huán)裝置相連接。特別地，氣流回路設置成使得氣體能夠在反應容器的直徑上循環(huán)。該氣流回路優(yōu)選包括諸如分配板的氣體分配裝置。
【專利說明】用于木材改性的反應器系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于木質纖維素材料的乙?；念I域，具體地，屬于實心木材的乙?；念I域。本發(fā)明涉及用于木質纖維素材料的乙?；姆磻飨到y(tǒng)，以及涉及用于木質纖維素材料的乙?；姆椒?。

【背景技術】
[0002]為了生產具有長使用壽命的木質材料，眾所周知的是使用化學方法將木材改性，具體地，使木材乙?；?。從而獲得具有改良的材料性能的材料，這些材料性能例如為尺寸穩(wěn)定性、硬度、耐久性等。
[0003]在這方面的一個參考文獻是WO 2009/095687。在此文獻中所描述的用于木材乙?；姆椒òㄒ韵虏襟E:將木材浸沒到反應壓力容器中的乙?；后w內，實施浸漬過程，去除過量的乙?；黧w，將惰性流體(通常是氮氣，該惰性流體可能包括非惰性乙酸酐和/或乙酸)引入容器中，使惰性流體循環(huán)并且遵循加熱方式加熱該惰性流體，以便實現(xiàn)木材的適當乙?；?，以及去除循環(huán)流體并且使乙?；^的木材冷卻。雖說該方法非常適用于實現(xiàn)有效的木材乙?；?，但使用標準設備來執(zhí)行該方法會導致若干缺點。
[0004]因此，除其他因素之外，反應容器內的條件是這樣的:在整個過程中的某些階段中，通常是在升高的溫度和壓力的條件下對反應容器充填以腐蝕性的乙?；后w。如WO2009/095687所描述的，這使得為使例如包含乙酸和/或酸酐的流體有效地循環(huán)而強加對于諸如風扇的設備的使用的限制。這些設備具有相對短的使用壽命，從而導致昂貴的操作。
[0005]此外，期望有效地從木材中去除乙酰化介質。實現(xiàn)該期望的通用方法是通過利用汽提氣來使反應器進行汽提，汽提氣能夠凝結，由此重新獲得液體化學制品。這種去除方式(化學制品回收)存在的問題是需要高能量輸入。
[0006]一份背景參考文獻是US 5，525，721。在此文獻中，專門應用氣相的乙?；黧w使木材乙?；?。該方法適用于具有相對大的表面積與體積比的木質纖維和木條。所描述的方法和裝置不適合于乙?；瘜嵭哪静?，特別是不適合例如具有相對大的尺寸的梁或厚木板的形式的實心木材。該參考文獻未論述化學用品的回收。


【發(fā)明內容】

[0007]為了更好地應對前述期望中的一個或多個，本發(fā)明一方面提出了用于木質纖維素材料的乙?；姆磻飨到y(tǒng)的應用，該系統(tǒng)包括:反應容器，該反應容器具有適于引入木質纖維素材料的可閉合的開口 ；用于乙?；黧w的液體入口和/或液體出口 ；以及氣體入口和氣體出口，該氣體入口和氣體出口連接至第一氣流回路，所述第一氣流回路包括與氣體入口和氣體出口相連接的氣流管線，所述氣流管線與換熱器和至少一個風扇相連接，該應用用于將實心木材浸漬到液體乙?；橘|中的乙?；椒ā?br> [0008]在另一方面中，本發(fā)明提供用于木質纖維素材料的乙酰化的反應器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:反應容器，該反應容器具有適于引入木質纖維素材料的可閉合開口 ；真空連接件，該真空連接件適于在反應容器內建立真空；用于乙酰化流體的液體入口和/或液體出口 ；以及氣體入口和氣體出口，該氣體入口和氣體出口連接至第一氣流回路，所述第一氣流回路包括與氣體入口和氣體出口相連接的氣流管線，所述氣流管線與換熱器和至少一個風扇相連接，其中，第一氣流回路的入口和出口定位成使得氣體能夠在反應容器的直徑上循環(huán)。
[0009]在又一方面中，本發(fā)明提供用于木質纖維素材料的乙?；姆椒ǎ摲椒ò?將木質纖維素材料引入如上所限定的反應容器；用乙酰化流體充填反應容器，以便浸沒木質纖維素材料；使木質纖維素材料被乙?；黧w浸漬；去除過量的乙?；后w，通過使經加熱的氣體經由所述第一氣流回路以及一在適用的情況下一經由所述其他氣流回路穿過反應器進行循環(huán)，以將熱量施加給經浸漬的木質纖維素材料，以便使木質纖維素材料發(fā)生乙?；?。
[0010]在再一方面中，本發(fā)明涉及用于木質纖維素材料的乙酰化的方法，該方法包括以下步驟:(a)用乙酰化流體浸漬木質纖維素材料，并且去除過量的乙酰化液體；(b)借助于經加熱的氣體流來加熱經浸漬的木質纖維素材料，以便使木質纖維素材料乙?；?；(C)降低木質纖維素材料受到的壓力，以便將殘余的乙?；黧w從木質纖維素材料中移出；(d)通過使氣體經受冷凝來使這些氣體充當用于所移走的殘余乙?；黧w的汽提氣；其中，經受冷凝的氣體是循環(huán)的經加熱氣流的一部分。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的替代性方法的流程圖。
[0013]圖3示出了本發(fā)明的替代性方法的流程圖，其中包括循環(huán)加熱器。
[0014]圖4、圖5、圖6和圖7不意性地不出了引導氣流的不同可能性和/或氣體回路的完全換熱或部分換熱的可能性。這些附圖在下文中將作進一步討論。

【具體實施方式】
[0015]通過將木材浸沒到液態(tài)乙酰化介質中的方式實現(xiàn)的木材的乙?；惶貏e是實心木材的乙?；皇且环N總體上不同于化學反應的方法。這具體是由基材一也就是木材一的性質導致的。應當理解的是，木材一當然是作為實心木材提供時(通常作為諸如厚木板或梁的長塊)一本身不能加工成有助于與乙?；黧w最佳地接觸以及有助于引發(fā)反應的工藝條件。前者需要最佳的浸漬。這不是本發(fā)明的一部分，并且可以通過本領域已知的方式實施，但是由于處于反應容器內的壓力之下的相對有腐蝕性的化學液體，因此將木材優(yōu)選地全部浸沒在乙酰化流體中會出現(xiàn)具有潛在危險的狀況。本發(fā)明能夠積極影響工藝條件，特別是熱量分布(熱量分布將會導致引發(fā)和/或控制與水的反應和木材內的實際乙?；磻?、以及與此有關的能量消耗、和傳熱傳質的均勻性。
[0016]用于本發(fā)明的反應器系統(tǒng)將大體上包括與用于木材浸漬的那些反應容器相類似的類型的反應容器，同時使得溫度和壓力條件適用于本文所描述的反應。這樣的容器將具有適于引入木質纖維素材料一例如實心木材一的可閉合的開口。特別是在實心木材的情況下，以及更特別地在諸如厚木板或梁的相對大的塊中，這樣的開口通常將會是艙口或門。
[0017]在廣義上，本發(fā)明以對如下內容的審慎洞察為基礎:使經加熱的氣體在用于木材的乙?；姆磻萜鲀妊h(huán)，通過這樣的方式來避免風扇與液體乙?；橘|的接觸，以及避免風扇上的浸漬壓力。為此，反應器系統(tǒng)與氣流回路一起使用，該氣流回路包括與換熱器和至少一個風扇相連接的氣流管線，該至少一個風扇放置在反應器的外部。盡管將風扇放置在反應器的外部在化學反應器中不常見，但這是一種用以避免受壓的乙?；后w作用在風扇的葉片和/或馬達上的巧妙的解決方式。換熱器優(yōu)選地適于加熱氣流回路中的氣體。
[0018]應當理解的是，雖說將會對氣體加熱以便于進行用乙?；黧w浸漬木材的乙酰化反應，但是相同的氣流回路連同換熱器也可以用于提供冷卻氣體，當需要的時候也會提供用于化學制品回收步驟的介質和熱量。
[0019]氣流回路的入口和出口優(yōu)選定位成使氣體在反應容器的直徑上循環(huán)。因此，在一種實施方式中，本發(fā)明提供如上所述的反應器系統(tǒng)，其中包括連接反應容器的其他入口和出口的多個氣流回路，所述其他入口和出口定位成使氣體在反應容器的直徑上循環(huán)，所述第一入口和出口以及其他入口和出口分散在反應容器的長度上。這提出了這樣的技術方案:通過縮短氣流通過反應器的路徑(即，相對于反應器的長度為橫向的而非縱向的)來避免熱量的不應有的損失，以及建立通過木材垛的均勻氣流。并且，當氣流在反應器的直徑上傳導時，與其在反應器的長度上傳導的情況相比，氣流在成分上的差別將是最小的。此外，在反應器直徑上的氣流的壓降將會少于在反應器長度上的氣流的壓降。
[0020]應當理解的是，這些優(yōu)點特別存在于以下情況中:反應器適用于對相對大塊的實心木材的乙?；缌夯蚝衲景?。通常情況下，這些反應器是長徑比(L/D)為2-20、優(yōu)選3-10的浸漬容器。這樣的浸漬容器的長度通常遠大于直徑(例如，長度為6m至36m，同時直徑例如為Im至6m)。
[0021]特別地，當以前述橫向構型設置時，優(yōu)選設置多個這樣的氣流回路。優(yōu)選地，這些氣流回路(例如2至12個、優(yōu)選3-8個這樣的回路)分散在反應容器的長度上。更優(yōu)選地，氣流回路布置成與定位在反應容器的入口與內部之間的氣體分配裝置相連通，氣體分配裝置例如為分配板。對專業(yè)人員而言氣體分配裝置是已知的。優(yōu)選的裝置為設有孔的板。其他示例包括薄板、假發(fā)狀物(wig)、異形壁設計、約束物、擋板。
[0022]優(yōu)選還包括反應器的內部與通向第一氣流回路(一個或多個)的出口之間的氣體分配裝置。這用來優(yōu)化通過待乙酰化的基材的氣體循環(huán)，特別是在使氣體經由分配裝置進入的情況下。這在基材包括諸如梁或厚木板的大塊實心木材的堆疊的情況下是特別有益的。此外，在優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的反應器系統(tǒng)以能夠使氣流方向倒轉的方式設計。圖4示出了借助于切換器S來使氣流方向倒轉的可能性。該方式能夠優(yōu)化傳熱傳質的均勻性。實際上，在該實施方式中，通向第一氣流回路的入口和出口在流動倒轉時將具有相反的含義(出口變成入口，入口變成出口)。在該實施方式中，如果期望因氣體分配裝置的存在而獲益，則這樣的裝置應該存在于反應容器的兩個入口側(相應地:出口側)。
[0023]根據(jù)上文，本發(fā)明的反應器系統(tǒng)設有包括管線的氣體回路系統(tǒng)，該管線以隨機的順序將反應容器與換熱器和風扇連接起來，并且回到反應器。該氣體回路可以通過閥與反應容器相間隔，以能夠將高壓液體擋在氣體回路系統(tǒng)和風扇之外。如果在液體與氣體系統(tǒng)之間沒有間隔，則將會導致在浸漬過程中液體不希望地填充至氣體回路。避免高壓液體進入風扇的另一方式是將風扇放置在反應器上方的足夠的高度處。
[0024]在另一實施方式中，當換熱器定位在反應器的外部時，優(yōu)選的是能夠只引導一部分循環(huán)氣體通過換熱器，以使氣流的阻力最小化。這在整個過程中的以下階段中是特別有利的:所需的換熱只是總換熱能力的最大值的一部分。這樣能夠提高能量效率和/或使氣體速度最大化。圖5示出了一種將氣流切換成一部分通過換熱器行進而一部分不通過換熱器行進的可能性。這通過閥SPl和閥SP2控制。圖6示出了將氣流切換成一部分通過換熱器行進而一部分不通過換熱器行進的另一種可能性。這通過閥Vl和閥V2控制。
[0025]在本發(fā)明的另一實施方式中，換熱器可以定位在反應器的內部，并且甚至還可以具有也作為氣體分配裝置的雙重功能。當換熱器定位在反應器的內部時，優(yōu)選的是在反應器的入口側和出口側都具有換熱器。
[0026]在反應器內部具有換熱器的這種選擇適用于任意其他實施方式，無論提到的外部換熱器處于什么位置。
[0027]圖7示出了位于反應器內的在木材堆的兩側都具有換熱器的構型的示意圖。換熱器與分配板也能夠合并為僅一個板。
[0028]在一種令人感興趣的實施方式中，本發(fā)明的反應器系統(tǒng)建立成使得該反應器系統(tǒng)在包括反應容器和循環(huán)氣體回路兩者的情況下還包括連接至附加氣流管線的出口，所述附加氣流管線連接至冷凝器系統(tǒng)。在該實施方式中，冷凝器系統(tǒng)可以向下游連接至未凝結氣體/蒸汽的反應容器的入口，或者連接至來自冷凝器的過程流體的出口，例如連接至洗滌器。
[0029]在一種令人感興趣的實施方式中，反應器系統(tǒng)還包括用于引入附加氣體的入口和出口，該附加氣體通常是惰性氣體，此惰性氣體充當有助于回收未反應的乙?；黧w和反應產物的“吹掃氣”。用于該附加氣體的入口和出口可以設置為上述循環(huán)系統(tǒng)的整體部分(即，經由與至少一個風扇相連接的同一氣流管線引入氣體的供給)。在另一實施方式中，用于附加氣體的入口和出口單獨地設置在反應器上。該附加的、惰性氣體通常是氮氣。
[0030]應當注意的是在乙?；椒ㄖ袨榱讼蚍磻萜魈砑訅毫蜔崃慷捎玫那笆龆栊詺怏w也可以用于冷卻的目的(當控制反應時)。根據(jù)本發(fā)明的設計在氣體回路中包含換熱器，其中該換熱器優(yōu)選地位于反應器的外部，從而使得該目的很有可能實現(xiàn)。
[0031]本發(fā)明還涉及用于木質纖維素材料的乙酰化的方法，該方法包括:將木質纖維素材料引入如上文所限定的反應容器中，在任一實施方式中，用乙?；黧w充填反應容器，以便浸沒木質纖維素材料；使木質纖維素材料被乙酰化流體浸漬；去除過量的乙?；黧w，通過使加熱的氣體經由所述第一氣流回路以及一在適用的情況下一經由所述其他氣流回路循環(huán)通過反應器來將熱量施加給經浸漬的木質纖維素材料，從而使木質纖維素材料發(fā)生乙?；?。在乙?；^程中，溫度控制在60°C與200°C之間，更優(yōu)選地控制在80°C與160°C之間。
[0032]在乙酰化過程中，優(yōu)選地將經浸漬的木質纖維素材料保持在大致O巴與6巴之間的壓力下，并且優(yōu)選在0.5巴與4巴之間。
[0033]還期望增加化學制品回收處理的步驟，以便從木質纖維素材料中回收未反應的乙?；黧w，以及回收與木材中的水以及與木材本身反應所產生的酸產物。該步驟優(yōu)選地借助于汽提氣來完成。汽提氣優(yōu)選為加熱的。汽提氣(其也可以是過熱的乙酸和/或乙酸酐)優(yōu)選地來源于同一氣體回路(在處理過程中，諸如氮氣的惰性氣體被乙酸和/或乙酸酐飽和)，即，在乙?；^程中循環(huán)通過反應容器的“循環(huán)氣體”。在優(yōu)選實施方式中，在木質纖維素材料的乙?；?，本發(fā)明的方法還包括降低木質纖維素材料所經受的壓力，以便能夠將殘余的乙酰化流體從木質纖維素材料中移出。該乙?；黧w回收過程的初始階段是基于蒸發(fā)引起的膨脹，蒸發(fā)是由壓力降低和加熱導致的，其中，氣體還起到提供用于影響蒸發(fā)的熱量的作用。更前進一步，氣體被認為充當用于所移走的殘余乙?；黧w的汽提氣。該回收過程中所使用的氣體受到冷凝；并且根據(jù)本發(fā)明的這一方面，受到冷凝的氣體是上述循環(huán)氣體的一部分。
[0034]通過只將在反應容器中循環(huán)的(經加熱的)氣流的一部分分離出來進行冷凝，能夠獲得相當大的能量優(yōu)勢。該部分氣流的體積少于用于整個干燥過程的氣流體積的50%。通常，分離用于冷凝的體積將會在化學制品的回收過程中減少。例如，最后，分離流量與循環(huán)氣體的主流量的比例可能低至1:30。平均來說，該比例將是1:2至1:8，優(yōu)選為1:4至1:6。
[0035]可以將本發(fā)明的乙酰化方法應用于任意木質纖維素材料。術語木質纖維素材料大體上涉及包含纖維素和木質素(以及諸如半纖維素的可選的其他材料)的任意材料。通常，此材料涉及例如木材、樹皮、洋麻、大麻、劍麻、黃麻、農作物秸桿、堅果殼、椰子殼、草和谷物的殼與莖、玉米秸、甘蔗渣、針葉樹與硬木樹皮、玉米棒、其他農作物殘余物以及它們的任意組合。
[0036]優(yōu)選地，木質纖維素材料為木材。木材可以選自任意品種的硬木或軟木。在一些實施方式中，木材是軟木。在一些實施方式中，木材選自松樹、冷杉和云杉。在一些實施方式中，木材是硬木。在一些實施方式中，木材選自紅橡、紅楓、德國櫸木以及太平洋白楓、白楊、橡樹、楓樹、梢木和山毛櫸。在一些實施方式中，木材是松樹品種。在一些實施方式中，該松樹品種是輻射松、歐洲赤松或南部黃松。
[0037]木質纖維素材料可以是任意形式。示例包括切碎的材料(例如碎木)、纖維化的材料(例如纖維化的木材)、木粉、碎肩、顆粒、細刨花、碎片、長條薄片刨花、木材顆粒以及諸如以下的多種材料，該多種材料例如是樹木、樹干或樹枝、剝了皮的樹干或樹枝、板材、薄木片、厚木板、方木、梁或型材、以及具有任意尺寸的其他鋸木。本發(fā)明(反應器系統(tǒng)和方法)優(yōu)選地應用于實心木材。實心木材大體上涉及相對大塊的木材，例如厚木板或梁。一般而言，實心木材具有至少十厘米的長度，并且優(yōu)選地至少一個尺寸為至少一米。優(yōu)選的尺寸是:長度為0.5m至6m，厚度為5mm至200mm、優(yōu)選為1mm至100mm，以及寬度為30mm至500mm、優(yōu)選為 50mm 至 250mm。
[0038]在將木質纖維素材料引入反應容器之前，優(yōu)選地降低其含水量。在乙酰化之前的含水量優(yōu)選為0.5 %至20 %，更優(yōu)選為I % -10 %，最優(yōu)選為2 % -5 %。
[0039]使用乙酰化流體的浸漬優(yōu)選通過以下步驟實施:首先，當反應容器充填有木材或其他木質纖維素材料時，將反應容器放置在真空之下，然后優(yōu)選地在維持真空的同時引入乙酰化流體(乙酸和/或乙酸酐)，以便完全地浸漬所有的木材或其他木質纖維素材料。為此，反應系統(tǒng)還包括真空連接件，例如真空泵，其適于在反應容器中建立真空。該真空連接件可以定位在反應容器上、定位在氣體回路上或同時定位在該兩者上。真空連接件可以與冷凝器、氣液分離器、繼而與真空泵相連接。在冷凝器中，蒸汽凝結。在氣體/液體分離器中，凝結的液體與惰性氣體分離。真空泵提供反應器內的低壓，從而提高干燥速度?？梢允褂萌我膺m當?shù)恼婵毡谩?br> [0040]借助于惰性氣體(通常是氮氣或二氧化碳)或通過壓力泵能夠增大壓力。如WO2009/095687中也描述過的，技術人員將會理解的是，惰性氣體將會部分地或完全地被乙酰化流體的蒸汽飽和。通過壓力泵浸漬會向反應容器提供所需的額外的乙酰化流體和壓力，但能夠避免大量的高壓惰性氣體部分地或完全地被乙?；黧w的蒸汽飽和。
[0041]在浸漬過程之后，將過量的乙酰化液體從反應器中去除，并且該過量的乙酰化液體的體積由具有的比密度使得能夠從木質纖維素材料輸送熱量或將熱量輸送至木質纖維素材料的適當流體來替代，該流體例如是部分飽和的氮氣。
[0042]如上所述，通過反應器的氣流將用于增加熱量，以便進一步促進木質纖維素材料中的乙酰化反應。經加熱的氣體的典型溫度范圍為60°C至200°C，優(yōu)選地從70°C至180°C，最優(yōu)選地，循環(huán)氣體的溫度范圍為80°C至160°C。壓力通常在從O巴至6巴的范圍內，優(yōu)選為從0.5巴至4巴。反應時間通常在30min與800min之間的范圍內，優(yōu)選地在10min與500min之間，更優(yōu)選地在150min與350min之間。
[0043]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。在此示出的系統(tǒng)元件(以橫截面的形式示意性地示出)是反應器1、加熱器2和冷凝器3。來自于反應器I的氣流a劃分成氣流b和氣流d，氣流b被引導至加熱器2，氣流c從加熱器2輸送回反應器I，氣流d被供給至冷凝器3。可選的吹掃氣流示為氣流g和h。
[0044]圖2示出了替代性方法的流程圖。其中的系統(tǒng)元件如圖1所示。氣流為:從反應器I到冷凝器3的氣流a，從冷凝器3到加熱器2的氣流e，以及從加熱器2回到反應器I的氣流f。
[0045]圖3示出了本發(fā)明的替代性方法的流程圖。圖3類似于圖1，但是包括循環(huán)加熱器4，該循環(huán)加熱器4接納來自于冷凝器的氣流i以及將氣流j施加至反應器I中。
[0046]圖4、圖5、圖6和圖7示意性地示出了引導氣流的不同可能性和/或用于氣體回路的完全換熱或部分換熱的可能性。
[0047]在圖4中，反應器(在底部)和氣體回路系統(tǒng)被示為允許反應器內的流動方向倒轉而不需要改變風扇中的氣流的方向(左上角)。
[0048]在圖5中，示出了在不需要對氣體換熱的階段期間能夠減小氣體回路中的壓降的反應器和氣體回路系統(tǒng)。這可以通過以下方式實現(xiàn):通過切換板SPl與SP2的定位來(完全地或部分地)避開經過換熱器的路徑。由于例如內部管線，換熱器將產生更高的壓降，從而降低流速和/或增大能量消耗。
[0049]圖6示出了在不需要對氣體換熱的階段期間能夠減小氣體回路中的壓降的反應器和氣體回路系統(tǒng)。這可以通過以下方式實現(xiàn):通過閥Vl與閥V2的定位來部分地或完全地越過經過換熱器的路徑。
[0050]圖7示出了具有位于反應器內部的換熱器的反應器和氣體回路設計。該換熱器可以是單獨的多孔板式換熱器(如在此描繪的)或組合功能的合為一體多孔板式換熱器與氣體分配板。
【權利要求】
1.一種用于木質纖維素材料的乙?；姆磻飨到y(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:反應容器，所述反應容器具有適于引入木質纖維素材料的可閉合的開口 ；真空連接件，所述真空連接件適于在所述反應容器內建立真空；用于乙?；黧w的液體入口和/或液體出口 ；以及氣體入口和氣體出口，所述氣體入口和氣體出口連接至第一氣流回路，所述第一氣流回路包括與所述氣體入口和所述氣體出口相連接的氣流管線，所述氣流管線與換熱器和至少一個風扇相連接，其中，所述第一氣流回路的入口和出口定位成使得氣體在所述反應容器的直徑上循環(huán)。
2.根據(jù)權利要求1所述的反應器系統(tǒng)，其中，所述第一氣流回路的所述入口與諸如分配板的氣體分配裝置相連接，所述氣體分配裝置定位在所述反應容器的入口與所述反應容器的內部之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的反應器系統(tǒng)，包括與所述反應容器的其他入口和出口相連接的多個氣流回路，所述其他入口和出口定位成使得氣體在所述反應容器的直徑上循環(huán)，所述第一入口和出口以及其他入口和出口分散在所述反應容器的長度上。
4.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的反應器系統(tǒng)，其中，所述反應容器包括與額外的氣流管線相連接的出口，所述額外的氣流管線與冷凝器系統(tǒng)相連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的反應器系統(tǒng)，其中，所述反應器包括用于凝結的液體的入口，所述用于凝結的液體的入口定位在所述冷凝器系統(tǒng)的下游。
6.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的反應器系統(tǒng)，其中，所述真空連接件定位在所述反應容器上、定位在所述氣體回路上、或者定位在所述反應容器和所述氣體回路這兩者上。
7.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的反應器系統(tǒng)，其中，所述換熱器定位在所述反應器的內部，優(yōu)選地采用如下形式:至少一個換熱器位于所述反應器的氣體入口側，并且至少一個換熱器位于所述反應器的氣體出口側。
8.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的反應器系統(tǒng)，設計成允許氣流的方向倒轉。
9.一種用于木質纖維素材料的乙酰化的方法，包括:將所述木質纖維素材料引入如前述權利要求中的任一項所限定的反應容器中；用乙?；黧w充填所述反應容器，以便浸沒所述木質纖維素材料；使所述木質纖維素材料被乙?；黧w浸漬；去除過量的乙酰化液體；經由所述第一氣流回路以及一在適用的情況下一經由所述其他氣流回路使經加熱的氣體循環(huán)通過所述反應器，以將熱量施加給經浸漬的木質纖維素材料，以便使所述木質纖維素材料發(fā)生乙酰化。
10.一種用于木質纖維素材料的乙?；姆椒ǎ龇椒òㄒ韵虏襟E:(a)用乙?；黧w浸漬所述木質纖維素材料，并且去除過量的乙?；后w；(b)借助于經加熱的氣流來加熱經浸漬的木質纖維素材料，以便使所述木質纖維素材料發(fā)生乙酰化；(C)降低所述木質纖維素材料經受的壓力，以便將殘余的乙?；黧w從所述木質纖維素材料中移出；(d)通過使氣體經受冷凝來使這些氣體充當用于所移走的殘余的乙?；黧w的汽提氣；其中，經受冷凝的所述氣體是循環(huán)的經加熱氣流的一部分。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其中，使用乙?；黧w的浸漬通過以下方式實施:首先，當所述反應容器充填有木材或其他木質纖維素材料時，將所述反應容器設置在真空下，然后，在維持真空的同時引入所述乙?；黧w，以便優(yōu)選地完全地浸沒所有的木材元件。
12.根據(jù)權利要求9至11中的任一項所述的方法，其中，所述木質纖維素材料是尺寸為至少一個尺度為至少Im的實心木材。
13.實施用于木質纖維素材料的乙酰化的方法的反應器系統(tǒng)的應用，所述反應器系統(tǒng)包括:具有適于引入木質纖維素材料的可閉合的開口的反應容器；用于乙?；黧w的入口和出口 ；以及與第一氣流回路相連接的入口和出口，所述第一氣流回路包括與所述入口和所述出口相連接的氣流管線，所述氣流管線與換熱器和至少一個風扇相連接，所述應用用于將實心木材浸沒到液體乙酰化介質中的乙?；椒?。
14.根據(jù)權利要求13所述的應用，其中，所述反應器系統(tǒng)為根據(jù)權利要求1至8中的任一項所述的反應器系統(tǒng)。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的應用，其中，所述方法用于木質纖維素材料的乙?；?，其中所述方法為根據(jù)權利要求9至12中的任一項所述的方法。
【文檔編號】B01J16/00GK104470631SQ201380036332
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月22日 優(yōu)先權日:2012年5月22日
【發(fā)明者】卡爾林·拉德馬克斯, 貝納杜斯·約瑟夫·馬里亞·波爾, 保羅·巴瑟馬克, 特奧多魯斯·赫拉爾杜斯·馬里納斯·瑪麗亞·卡彭 申請人:泰坦木業(yè)有限公司