[发明专利]用于离岸气体/液体接触塔的紧凑型分配器盘

说明书

本发明涉及一种用于气体/液体热交换和/或材料交换塔的分配盘(2)，所述交换塔包括允许气体通过所述盘的装置(4)。根据本发明，所述盘包括上部板(P1)和下部板(P2)，每个板包括至少两个不同的液体通过装置，所述上部板(P1)的装置(10、11)的开口定位在不同的高度处，所述上部板(P1)的至少一个装置(10)具有所述下部高度，该下部高度与通过供应管线(9)的所述下部板的一个所述装置(12)连通。本发明还涉及装备有如此分配器盘(2)的气体/液体热交换和/或材料交换塔，涉及到包括如此塔的浮动驳船以及该塔的使用。

技术领域

本发明涉及离岸气体/液体接触塔的领域，更具体来说，涉及离岸的气体处理、CO₂收集、脱水或蒸馏单元。

背景技术

使用胺洗工艺实施离岸的气体处理和/或CO₂收集的单元包括液体或气体的流体吸收和再生塔。这些塔在对流或平行流的气体/液体流动条件下运行，它们安装在船舶、浮动驳船或离岸平台上，例如，它们无外乎是FPSO(浮动的生产、储存和卸载)或FLNG(浮动的液化天然气)两种类型。蒸馏塔或脱水塔也可安装在浮动驳船上。

这些离岸的气体处理和/或CO₂收集和/或蒸馏和/或脱水单元中使用的反应塔通常基于这样的原理：在塔内循环的气体和流体之间进行材料交换和/或热交换。图1示出气体处理塔1的特种情形，其在塔顶处装备有分配器盘。传统上，该种气体处理塔1包括若干个填充有接触器的部分3，分配器盘2布置在每个部分3之上。气体/液体接触器与带有液体L的气体G相接触，从而允许发生交换。

吸收/再生或蒸馏塔中所使用的标准分配器2通常由装备有烟囱4的收集器/分配器盘组成(见图2)。液体通过定位在盘2底部内的孔5发生液体的分配，而气体通过烟囱4发生气体的分配。根据对流或平行流的运行模式，每个烟囱4允许从塔的下部到塔1的上部通过气体，或者从上部到下部通过气体。多个烟囱4从盘2的一侧突出出来，它们垂直于盘。每个烟囱4由若干个壁组成，例如是平行六面体或圆柱体，它们界限出内部体积，该体积在盘2的任一侧上是敞开的。为了防止液体流过烟囱4，在盘上方敞开的气体出口或入口(根据对流或平行流的运行模式而定)最好正交于烟囱4的纵向方向。分配器盘的用途是将液体L均匀地分配到气体/液体接触器3上。

装备有烟囱的盘可以是不同的类型，且烟囱可以根据不同的构造来定位。不同的分配器盘变体特别在以下的专利申请和专利中有描述：US-6,338,774 B、US-2,004,020,238 A、US-6,149,136 A和US-5,752,538 A。

将这里考虑的气体/液体接触塔放置在对波浪运动敏感的浮动结构上，例如，船舶、平台或驳船类型的浮动结构。安装在这些单元上的设备，特别是气体/液体分配器盘，因此经受高达六个自由度的波浪运动(“横摆、俯仰、滚动、起伏、摆动、推动”)。

举例来说，与俯仰和滚动振动组合相关的角度可在10至20s的周期内达到+/-8°的量级。反应塔内遇到的纵向、横向和垂直向加速度的幅值量级在甲板之上50m处，可分别是0.2至0.5m/s²、0.8至1.5m/s²和0.2至0.5m/s²。

在如此条件下，装备有烟囱(图2)的传统的分配器盘的运行会受到很大的干扰。的确，这些分配器的运行主要基于重力流，而均匀高度“h”的液体保护层面必须形成在分配器盘上。液体通过盘2底部内的孔5的流速平方正比于该液体保护层面的高度(U_L²∝gh)。当盘2在波浪运动的作用下(图3)而倾斜时，液体层面的高度在分配器盘上变得不再均匀(h₁>h₂)，这造成在气体/液体接触器3的入口处液体分配的不平衡。分配质量和由此塔的效率大大地受到影响。该差的分配如不加控制，则可显著地使塔的特性变劣。需要高的液体保护高度来补偿这些效应，这意味着体积和重量都要增大，这是不适合于离岸的单元的。液体保护可被来理解为气体和液体之间的交界面。液体保护高度相对于盘的上表面对应于液体层面。