[发明专利]用于木材改性的反应器系统和方法

权利要求书

1.一种用于木质纤维素材料的乙酰化的反应器系统，所述系统包括：反应容器，所述反应容器具有适于引入木质纤维素材料的可闭合的开口；真空连接件，所述真空连接件适于在所述反应容器内建立真空；用于乙酰化流体的液体入口和/或液体出口；以及气体入口和气体出口，所述气体入口和气体出口连接至第一气流回路，所述第一气流回路包括在所述反应容器的外部与所述气体入口和所述气体出口相连接的气流管线，所述气流管线与换热器和至少一个风扇相连接，所述风扇位于所述反应容器的外部，其中，所述第一气流回路的入口和出口定位成使得气体在所述反应容器的直径上循环。

2.根据权利要求1所述的反应器系统，其中，所述第一气流回路的所述入口与气体分配装置相连接，所述气体分配装置定位在所述反应容器的入口与所述反应容器的内部之间，并且所述气体分配装置位于所述反应容器的内部与通向所述第一气流回路的出口之间。

3.根据权利要求2所述的反应器系统，包括与所述反应容器的其他入口和出口相连接的多个其他气流回路，所述其他入口和出口定位成使得气体在所述反应容器的直径上循环，所述第一气流回路的所述入口和出口以及所述其他入口和出口分散在所述反应容器的长度上并且定位成允许气体循环横向于所述反应容器的长度。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的反应器系统，其中，所述反应容器包括与额外的气流管线相连接的出口，所述额外的气流管线与冷凝器系统相连接。

5.根据权利要求4所述的反应器系统，其中，所述反应容器包括用于凝结的液体的入口，所述用于凝结的液体的入口定位在所述冷凝器系统的下游，并且所述反应器系统包括用于切换气流的阀，使得所述气流的一部分行进通过所述冷凝器系统。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的反应器系统，其中，所述真空连接件定位在所述反应容器上、定位在所述第一气流回路上、或者定位在所述反应容器和所述第一气流回路这两者上。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的反应器系统，其中，所述换热器定位在所述反应容器的内部。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的反应器系统，设计成允许气流的方向倒转，其中所述反应器系统包括在所述气流管线中的位于所述反应容器外部的气流方向倒转切换器。

9.根据权利要求2所述的反应器系统，其中，所述气体分配装置为分配板。

10.根据权利要求7所述的反应器系统，其中，所述换热器采用如下形式：至少一个换热器位于所述反应容器的气体入口侧，并且至少一个换热器位于所述反应容器的气体出口侧。

11.一种用于木质纤维素材料的乙酰化的方法，包括以下步骤：(a)将所述木质纤维素材料引入如前述权利要求中的任一项所限定的反应容器中；(b)用乙酰化流体充填所述反应容器，以便浸没所述木质纤维素材料；(c)使所述木质纤维素材料被乙酰化流体浸渍；(d)去除过量的乙酰化流体；(e)经由所述第一气流回路以及—在适用的情况下—经由其他气流回路使经加热的气体循环通过所述反应容器，以将热量施加给经浸渍的木质纤维素材料，以便使所述木质纤维素材料发生乙酰化。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法包括以下步骤：(f)降低所述木质纤维素材料经受的压力，以便将残余的乙酰化流体从所述木质纤维素材料中移出；(g)通过使气体经受冷凝来使这些气体充当用于所移走的残余的乙酰化流体的汽提气；其中，经受冷凝的所述气体是循环的经加热气流的一部分，所述循环的经加热气流的所述一部分的体积比例在化学制品的回收过程中减小。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，使用乙酰化流体的浸渍通过以下方式实施：首先，当所述反应容器充填有木材或其他木质纤维素材料时，将所述反应容器设置在真空下，然后，在维持真空的同时引入所述乙酰化流体，以便完全地浸没所有的木材元件。

14.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述木质纤维素材料是尺寸为至少一个尺度为至少1m的实心木材。