包括收集器盘和气体混合装置的用于在两种流体之间交换热和/或材料的塔制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在气体和液体之间交换热和/或质量的塔。该塔包括至少一个收集器盘(1)、至少一个填料床和用于混合气体流的装置(7、8)。根据本发明专利技术，用于混合气体流的装置布置在收集器盘(1)的下方和填料的上方。

A tower for exchanging heat and / or materials between two fluids, including collector plates and gas mixing devices.

The invention relates to a tower for exchanging heat and / or mass between gas and liquid. The tower comprises at least one collector disc (1), at least one packing bed and a device for mixing gas flow (7, 8). According to the invention, a device for mixing gas flows is arranged below the collector plate (1) and above the packing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括收集器盘和气体混合装置的用于在两种流体之间交换热和/或材料的塔
本专利技术涉及液体-气体接触塔领域，并且更具体地涉及气体处理、CO2捕获、脱水或甚至蒸馏离岸塔(海上)。
技术介绍
基于胺洗涤的气体处理和/或CO2捕获单元包括用于流体、液体或气体的吸收和再生塔。这些塔在逆流或并流的液体-气体流动条件下操作。当塔离岸时，这些塔可以安装在船舶、浮式驳船或离岸平台上，例如FPSO(浮式生产、储存和卸载)类型或FLNG(浮式液化天然气)类型。在浮式驳船上，还可以安装蒸馏塔或脱水塔。在这些气体处理和/或CO2捕获和/或蒸馏和/或脱水单元(离岸或陆上)中使用的塔通常基于在塔中循环的气体和流体之间交换材料和/或热的原理来操作。通常，该气体处理塔包括多个截面，每个截面包括接触器(也称为填料)和布置在接触器上方的收集器盘。气体/液体接触器让气体和液体接触以允许热和/或材料的交换。盘收集液体并允许液体在接触器上分布。在吸收/汽提塔或甚至蒸馏塔中使用的标准陆上分布盘通常由旨在用作液体收集器和分布器的板组成。液体收集器还旨在用作气体分布器和液体传送器。这些分布器盘的操作通常通过重力进行。在这方面，密封件（其高度取决于通过盘的压力损失和液体流率）通常形成在盘上，以提供液体分布器的良好操作所需的液压动力，该液体分布器会消耗流动中的压力能量。几种类型的气体/液体分布器盘可以使用，并且通常可以属于以下三大类别：·带气体通管（chimney）的分布器：在分布器盘的整个截面上建立液体密封，并通过均匀分布在盘的底部上的孔口向接触(填料)床供应液体。气体通过通管引导(例如US2013/0277868A)。图1示出了常规的通管分布器盘1，其设置有用于气体通过的通管2以及用于液体通过的孔口4，该通管由“盖”3覆盖以避免液体在气体通管内通过(在逆流的流动情况下)。·带液体箱的分布器：在一组设有供应孔口的箱上建立液体密封，并且气体通过剩余空间引导(例如US4909967A)。·带液体通管的分布器：这些分布器根据与带气体通管的分布器相同的原理进行工作。不同之处在于，液体通过通管分布，该通管可以具有不同高度，从而使得通过的流率范围可以比在盘的底部中具有简单孔口的情况下更宽。气体本身则通过可具有筒形或平行六面体形状的通管被引导(例如，US5132055A，US4432913)。本领域技术人员提出的设计之一在于将液体收集在塔的中心轴线处、在收集器盘的中部处。聚集和集中的液体在垂直导管中排出，该垂直导管通过一个或多个相对较长的垂直导管连接液体收集器盘和分布系统，以使分布器系统保持充满液体(被称为“充注”)，而不管遇到的膨胀条件如何。垂直导管的尺寸被设计成使得由于水平对齐的缺陷引起的液体高度的变化显著低于供应分布系统的液体导管的高度(US8118284B2、US2004/0020238A1)。在这种情况下，液体分布系统可以由一个或多个喷洒器形成，并且气体由位于收集器盘处的通管引导。图2示出了这种类型的分布器盘的示例。分布器盘1包括用于气体通过的通管2。分布器盘1包括液体分布系统，液体分布系统包括垂直导管5和多个喷洒器6(设置有孔口或喷嘴的水平管)。已经开发了其它类型的分布系统，特别是喷雾(通过喷嘴)或槽分布系统。对于离岸应用，海浪的运动会迅速恶化填料床中液相和气相的分布。这种不良分布或多或少是显著的，这取决于所保持的填料的类型，并且取决于与海浪运动相关的周期和幅度。在任何情况下，它都会影响接触床中液体和气体分布的均匀性，从而产生液体供应不足(称为“被欠载”)的区域和液体供应过多(被称为“过载”)的区域。液体的这些不良分布会引起不良的气体分布，并再次会产生气体供应过多和气体供应不足的区域(相对于平均值)。区域的分布取决于条件(塔经受的移动、流率、接触技术、塔尺寸等)。现有技术表明，当被供应过多气体的区域遇到未被充分供应吸收性液体的区域时，塔中的填料床的性能损失最大，这又往往因为通过产生明显的浓度分布而恶化相关塔的性能。在气体处理的情况下，接触床中的气相和液相的流体动力不良分布因此通过非均匀速度分布，但也通过两相中化学物质(例如H2S、CO2)浓度的非均匀分布，而导致气相中的待消除物质的或高或低效率的吸收。实际上，在气相和液相之间转移的化学物质的量部分地取决于这些相的组成和它们接触的位置，这取决于接触器以及气体和液体的速度。虽然已知的分布器盘应该会重新分布气体，但是它们不重新混合气体。它们不能使填料床截面上的化学物质浓度分布变得均匀。对于给定的气体处理塔设计，似乎最好让气体具有在整个截面上尽可能均匀的浓度，以获得最佳性能，并且更容易满足塔的输出端处的残留H2S和CO2浓度的规范。对于陆上应用，液体分布系统和床的高度被设计成能避免液体和气体的过度不良分布，并且从而避免显著的浓度分布。对于离岸应用，所描述系统不能充分地重新混合气相。专利申请WO2014/070352A1描述了一种用于在两个接触床之间混合气体的系统。气体混合系统由板形成，该板在两个接触床之间形成气体通道截面限制，以便在重新分布气体之前混合气体。该专利申请中描述的气体混合系统不提供任何液体分布器，并且液体在被直接引入下面的床之前被收集在塔的周边上，这使得塔对其倾斜敏感。此外，该文献中提出的不同气体混合系统具有复杂的形状，其组装也可能是复杂的。专利US4820455涉及由收集器盘上的气体通管的特定开口引起的气体混合。位于周边的通管将气体输送到截面的中心，并且位于中心的通管将气体在360°上供应气体。这种设计虽然可以有助于混合气体，但是在截面的大部分上存在不良分布的情况下，这种混合仍然只是部分混合，特别是设想与塔的中心轴线同心的不均匀气体分布的情形。该专利提出的专利技术似乎自身不能保证最周边区域与围绕塔的中心轴线循环的气体的重新混合。
技术实现思路
为了克服这些缺点，本专利技术涉及一种用于在气体和液体之间交换热和/或材料的塔。该塔包括至少一个收集器盘、至少一个填料床和用于气体流的混合装置。根据本专利技术，用于气体流的混合装置布置在收集器盘下方和填料上方。因此，改善了气体分布。此外，本专利技术不影响到达收集器盘的液体的分布。此外，用于气体流的混合装置构造成将气体流分布在塔的基本整个截面上，以便增加气体的混合并优化上填料上的气体分布。根据本专利技术的设备本专利技术涉及一种用于在气体和液体之间交换热和/或材料的塔，其包括至少一个收集器盘/分布器盘和用于使气体和液体流体接触的至少一个填料，所述收集器盘将所述流体分布在所述填料上，所述塔还包括用于气体流的混合装置。用于所述气体流的所述混合装置布置在所述收集器盘下方和所述填料上方，并且用于所述气体流的所述混合装置被构造成将气体流分布在塔的基本整个截面上。根据本专利技术，所述混合装置被构造成在基本上平行于所述塔的轴线的方向驱动气体流。根据本专利技术的一个实施例，所述混合装置被构造成在相对于所述塔的基本径向和/或正交径向的方向上驱动气体流。有利地，所述混合装置基本上平行于所述收集器盘。根据一个实施例，用于所述气体流的所述混合装置包括使所述气体流的流动线路的至少一部分偏转的至少一个板。根据变型实施例，所述板相对于所述收集器盘固定。替代性地，所述板可围绕轴线旋转移动。根据本专利技术的一个方面，所述板基本上呈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在气体和液体之间交换热和/或材料的塔，其包括至少一个收集器盘/分布器盘(1)和用于使气体和液体流体接触的至少一个填料(17)，所述收集器盘(1)将所述流体分布到所述填料(17)上，所述塔还包括用于气体流的混合装置(8、10、11、14、15、18、19)，其特征在于，用于所述气体流的所述混合装置布置在所述收集器盘(1)的下方和所述填料(17)的上方，并且用于所述气体流的所述混合装置被构造成将所述气体流分布在所述塔的基本整个截面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在气体和液体之间交换热和/或材料的塔，其包括至少一个收集器盘/分布器盘(1)和用于使气体和液体流体接触的至少一个填料(17)，所述收集器盘(1)将所述流体分布到所述填料(17)上，所述塔还包括用于气体流的混合装置(8、10、11、14、15、18、19)，其特征在于，用于所述气体流的所述混合装置布置在所述收集器盘(1)的下方和所述填料(17)的上方，并且用于所述气体流的所述混合装置被构造成将所述气体流分布在所述塔的基本整个截面上。2.根据权利要求1所述的塔，其中，所述混合装置被构造成在基本上平行于所述塔的轴线的方向上驱动所述气体流。3.根据权利要求1所述的塔，其中，所述混合装置被构造成在相对于所述塔的基本径向和/或正交径向的方向上驱动所述气体流。4.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，所述混合装置基本上平行于所述收集器盘(1)。5.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，用于所述气体流的所述混合装置包括使所述气体流的流动线路的至少一部分偏转的至少一个板(8)。6.根据权利要求5所述的塔，其中，所述板(8)相对于所述收集器盘(1)固定。7.根据权利要求5所述的塔，其中，所述板(8)能围绕轴线旋转移动。8.根据权利要求5至7中的一项所述的塔，其中，所述板(8)基本上呈半圆盘、螺旋、桨、叶片或倒U的形状。9.根据权利要求5至8中的一项所述的塔，其中，所述板(8)安装在固定到所述收集器盘(1)的杆(7)上。10.根据权利要求5至8中的一项所述的塔，其中，所述收集器盘(1)包括分布系统，所述分布系统包括在所述收集器盘(1)下方突出的至少一个供应导管(5)，所述板(8)安装在所述分布系统的所述供应导管(5)上。11.根据权利要求5至10中的一项所述的塔，其中，用于所述气体流的所述混合装置包括多个板(8)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：G佩尔迪，C萨莱，V卡利耶，C魏斯，T莫贝尔，M福尔尼，M福拉蒂，P阿利克斯，P比亚尔，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，道达尔公司，普罗舎纳特公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR