[发明专利]由随机填料隔间组成的交换柱接触器

说明书

本发明涉及接触器(3)，其包括若干个隔间内的随机填料布置(A)。隔间可由打孔板(P)或规整填料壁界限。本发明还涉及热交换柱，涉及浮动结构和装备有如此接触器的柱的使用。

技术领域

本发明涉及离岸气体/液体接触柱的领域，具体来说，涉及离岸气体处理、CO₂擒获、脱水或蒸馏单元。

背景技术

离岸气体处理和/或CO₂擒获单元使用胺清洗工艺过程，该种单元包括液态或气态流体吸收和再生柱。这些柱在逆向流或同向流的气体/液体流动状态下运行，且例如，它们安装在PFSO(浮动生产、储存和卸载)型或FLNG(浮动的液化天然气)型的船舶、浮动驳船或离岸平台上。浮动的驳船还包括蒸馏塔或脱水塔。

使用在这些离岸气体处理和/或CO₂擒获和/或蒸馏和/或脱水的单元中的柱，一般地基于在柱内循环的气体和流体之间的材料和/或热交换的原理。接触柱一般地由设置有内部接触元件的柱形容器组成，内部接触元件促进流体之间的交换。增加接触表面面积的接触元件(接触器)可以是规整的填料、随机的填料或圆盘。图1示出气体处理柱的特殊情形，该柱(l)在柱顶部装备有分配器圆盘。在该实例中，气体(G)和液体(L)在逆向流动中循环。传统上，该气体处理柱(l)包括多个填充有接触器的部分3，分配器圆盘2布置在每个接触器3上方。气体/液体接触器带有液体L的气体G，以便进行交换。

所述的气体/液体接触柱放置在船舶、平台或驳船的浮动结构上，这些类型的设备敏感于波浪运动。安装在这些单元上的设备，特别是，气体/液体分配器圆盘和接触器，因此经受高达六个自由度(侧滑、前后颠簸、滚动、举起、摆动、前推)的波浪运动。

借助于指明的信息，与侧滑和滚动振荡的组合相关的角度在15至20s的时间内达到±5°的量级。纵向的、横向的和垂直的加速度幅值量级，在布置有柱的甲板上方6m处，柱内相应地遭遇到0.24/0.76/0.25/m/s²之间范围的加速度，而在甲板50m上方遭遇到0.33/1.28/0.33m/s²的加速度。在如此的条件下，传统的接触塔的运行可大大地受到扰乱。的确，在波浪运动的作用下，柱的倾斜使柱部分内相变分布的均匀性变劣。

如果不加控制的话，填料床内该种差的分布可大大地变劣接触柱的特性。为了避免该类型的问题，已经开发了各种合适的规整填料堆。

例如，专利申请US-5,984,282披露了带有填料部分分隔的接触器实施例。在第一实施例中，填料部分被打孔壁分隔。柱因此由若干个装备有规整填料的隔间组成。在第二实施例中，每个填料部分垂直于邻近于另一部分，因此，柱的总体部分由多个规整填料部分组成。

此外，专利申请US-5,984,282披露了接触器实施例，其中，在柱的轴向方向上，规整的填料元件布置成让每个填料部分组件包围中心的填料部分本体。然而，该种实施方式很复杂。

此外，专利申请US-7,559,539和US-7,559,540披露了接触器实施例，其中，填料床由具有不同几何面积的两种填料类型组成。根据该专利，具有不同区域的填料床可沿柱的轴向方向或径向方向重叠。在专利申请US-7,559,539和US-7,559,540中，柱部分不分离为若干个填料部分，因此，在三维波浪运动的作用下，这些实施例不允许阻止液体沿所有方向的侧向位移。这些实施例因此在离岸环境中不提供对液态和蒸汽态的良好扰动。

这些方案一般地借助于规整填料来实施，这些规整填料提供比随机填料较少敏感于海洋环境的优点。目前，随机填料也在传输效率、低的压降和安装容易性方面涉及到感兴趣的质量。

本发明允许克服涉及离岸接触柱中随机填料使用的缺点。根据本发明的接触器包括布置在若干个隔间内的随机填料，这允许在接触柱中提供良好扰动均匀性，并因此从海洋环境中随机填料提供的优点中获益。隔间被打孔板或规整填料组成的壁界限。本发明然后允许确保柱顺利地运行，尤其是在柱倾斜的情况下，不管柱倾斜方向如何均能顺利地运行。