CN108472553A - 包括收集器盘和流体分离装置的用于在两种流体之间交换热和/或材料的塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在气体和液体之间交换质量并且在需要时交换热的塔。该塔包括布置在两个填料床(7)之间的至少一个收集器盘和液体分布系统(5、6)，以及气体和液体分离装置(8)。本发明提出在收集器盘(4)和液体分布装置(5、6)之间布置气体和液体分离装置(8)。

Description

包括收集器盘和流体分离装置的用于在两种流体之间交换热 和/或材料的塔

技术领域

本发明涉及气体/液体接触塔领域。本发明的应用领域可以是气体处理、CO₂捕获、脱水、通过液体溶液分离气体流中存在的污染物或者甚至混合物中的液体化合物的蒸馏。

背景技术

工业上使用非常大量的气体/液体接触器(接触塔)。气体/液体接触器可用于分离气体处理和/或CO₂捕获部分中的产物，诸如蒸馏方法，或甚至吸收污染物，例如基于胺的处理方法。当涉及通过液体洗涤方法去除气体(例如CO₂、水、H₂S)中存在的污染物时，使用垂直接触器，其通过逆流的液体流来洗涤气体。因此，气体污染物被液体保持。还应理解，垂直接触器是再生塔，在再生塔中通过与气体接触来净化带污染物的溶剂(液体)，这有利于提取带污染物的溶液中存在的污染物。

存在多种气体/液体接触器类型。常规地，垂直接触器可包含随机填料和/或结构化填料类型的接触内部件，并实现具有液体流的中间重新分布的若干填料床，如图1中示意性地表示的。例如，对于（多种）胺水溶液吸收酸性气体的情况，可以使用分布在多个填料床7中的含填料的气体/液体接触塔CO。接触塔CO在塔的底部FA接收待处理的气态流体，在塔的顶部SP接收耗尽的溶剂(液体)。接触塔CO在塔的顶部输送净化了一些污染物的处理过的气态流体FT，在塔的底部输送带有一些包含在待处理气态流体中的污染物的富集溶剂SR。污染物从气态流体到液态溶剂的转移通过将下降液相和上升蒸汽相在填料床7处布置成在接触器内紧密接触来实现。填料床7由具有高接触表面的固体元件构成，液体在该高接触表面上均匀分布并向下流动，这有利于与上升蒸汽相接触，并且因此使得能够在两种流体之间有效地传递材料和/或热。

目前可用的是两大类填料。第一种类型的填料由多个奇异的固体元件组成，它们可能相同并且通常具有中等尺寸(10厘米左右)，随机地布置在接触器内，因此被称为随机填料。第二种类型被称为结构化填料，并通常由以特定方式成形和布置的钢板形成。

对于所有类型的填料，为了受益于转移内部件所形成的整个表面，最好使以逆流方式流动的每个流以尽可能最均匀的方式流过塔的整个截面以及塔的接触内部件。为此目的，使用液体分布器14在塔顶将耗尽的溶剂SP均匀地注入塔顶填料床7的截面。通常，构成填料床的元件使得能够在整个接触截面上形成和/或保持流体的均匀分布。然而，当需要高接触高度时，优选使用多个填料床7和多个相关的液体重新分布系统。实际上，在液体通过填料内的过程中，填料倾向于在某些优选的通道区中积聚，从而气相和液相产生径向浓度梯度(在塔的截面上)，因而降低了液体和气体流体接触性能和塔的总效率。然后优选的是，将塔的一部分专用于液体收集和重新分布设备的安装。这样做是为了允许液体流在下填料7的表面上最均匀地重新分布。

分馏研究协会(Fractionation Research Inc.，FRI)建议将填料床的高度限制在8米的高度，并在将液相重新引入下填料截面之前再次混合液相(FRI参考文献，分馏盘设计手册，第5卷：设计实践(Fractionation Tray Design Handbook, vol. 5: DesignPractices))。该最大高度可以根据情况而变化，并且取决于许多参数，这些参数可以是：操作条件和流率、塔外部的扰动(诸如安装在支撑件(诸如生产驳船和船只)上的浮动条件下的塔上的移动力)、填料类型、流体特性、操作条件等。然后，将接触区分割成多个填料床7需要与收集器盘1相连的液体重新分布系统5的实施。这些液体重新分布系统5安装在两个填料床之间，对于该图示的示例是在中间填料床7和下填料床7的上方。

通常，液体流的行为被认为对于接触器的正确操作是最关键的，但是气态流体的行为也是对塔的效率重要的参数。实际上，通常使用气体分布器(根据图1的示例的13)在接触器的底部引入气体流。与应用于液体的液体分布器一样，气体分布器可以使上升蒸汽相的速度分布在填料床的整个下截面上尽可能均匀，以便提高接触器的操作性能水平。气体具有高且均匀的速度也是重要的，以便有利于与液体紧密接触并确保污染物转移的效率。

此外，对于现有技术的接触塔，观察到由于气体速度而通过气体速度的动力学效应产生的液体夹带物。在接触区之间蒸汽相带有的液体夹带物已经被认为是破坏气体/液体接触器正确操作的因素。在液体重新分布器的上部区中流动的液体被这些液体夹带物污染，这些液体夹带物富含待消除的化合物(在吸收塔的情况下是CO₂和/或H₂S，在蒸馏的情况下是残余物)，从而导致上部区的分离效率的损失。所以用到术语“返混”(backmixing)。当接近热力学平衡时，塔的操作变得对返混更加敏感，并且在塔的转移阶段(蒸馏、汽提、H₂S吸收等)相之间的转移变低。此外，当气体速度较高时，液体夹带更为显著。胺水溶液洗涤方法的已知现象—液体起泡的趋势也增加了效率损失。当以高气体速度使用时，这种表现出起泡趋势的溶液，会通过气体在缩小通道的若干截面中的优先通过和阻塞现象而进一步增加效率损失。此外，蒸汽相带有的夹带液体物可能导致塔的早期堵塞。当上升气体对液滴的夹带力大于向下地夹带液滴的重力时，会发生蒸汽相夹带液滴的现象。

为了限制蒸汽夹带液体的现象，在气体/液体接触器中进行了许多发展。一些发展尤其包括增加分离高度“称为脱离区”，在这里液滴可在到达紧邻的上部转移区之前回落，并污染这个区。

例如，对于盘接触器，在每个接触器盘之间设置一个区(接触区)以允许蒸汽和液体分离。为了限制这种脱离高度(液滴的分离)，专利US 5,762,668提出在气体/液体接触盘下组装一定厚度的结构化填料，以便更有效地将蒸汽夹带的液体与下气体/液体接触盘分离，并且从而减小脱离高度。在同一主题上，专利US 4,698,138和US 8,083,901指出了用于覆盖液体收集器盘立管的设备的特定几何形状，以便限制蒸汽相夹带液体的现象。

在具有填料的气体/液体接触器中，似乎是，在液体重新分布系统的输出端处观察到的条件最特别地增加了液滴夹带的现象(液体分布器的体积减小了气体通道截面的尺寸，从而产生气体速度的显著加速，并因此增加了气体夹带液滴的力)。此外，在液体分布器处的液体喷射模式可能加剧蒸汽相夹带液体的现象。专利US 2014/0361449特别提到，对于喷雾液体分布器，高达5%的液体流率可能以雾的形式被上升蒸汽相夹带。

在安装在两个连续填料床之间的液体重新分布系统中，使用两种类型的系统来收集来自上填料床的液体并将其重新分布到下填料床。

第一种类型的系统使用单个设备，使得可以收集来自上填料床的液体并将其重新分布到下填料床，并同时通常使用立管允许蒸汽相通过。这些系统通常是简单且经济，但适度有利于液相的混合的系统。在这种类型的系统中，有三个主要类别：

·带气体立管的液体分布器：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。气体通过立管被引导(例如US 2013/0277868A)。图2示出了具有立管的常规分布器盘1，其设置有用于气体通过的立管2以及用于液体通过的孔口4，该立管由“盖”3覆盖以避免液体在气体立管内通过(在逆流的流动情况下)。

·带液体箱的液体分布器：在一组设置有供应孔口的箱上建立液体密封，气体通过剩余空间被引导(例如US4909967A)。

·带液体立管的液体分布器：这些分布器根据与带气体立管的分布器相同的原理进行操作。不同之处在于，液体通过立管分布，该立管可以具有位于几个不同高度的孔口，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立管被引导(例如，US5132055A，US4432913)。

第二种类型的系统使用不同的设备从上填料床收集液体并将其重新分布到下填料床，液体通过液体传输分支(导管)从一个系统传输到另一系统；蒸汽相的通过通常使用立管进行。这些通常是有利于液相混合的稳固的系统。在这种类型的系统中，最好将收集部分与分布部分分开。文献“工艺工程指南：GBHE-PEG-MAS-612填充蒸馏塔的设计和等级(Process Engineering Guide: GBHE-PEG-MAS-612 Design and Rating of PackedDistillation Columns)”特别说明了这些不同的系统。

液体收集设备通常通过使蒸汽流能够通过以下设备的装置来区分：

·带有圆形气体立管的收集器盘，立管上设置有盖，

·带有矩形气体立管的收集器盘，立管上设置有盖，以及

·带有槽类气体立管的收集器盘。

液体分布设备通常分为以下四类：

·槽式分布器(trough distributor)，其相当紧凑，但要求具有完美的水平度(建议不要在关键服务和浮动海上条件下使用)，

·带穿孔立管的盘，或“孔口立管型分布器(orifice riser type distributor)”，其相当紧凑，但保留用于小直径(小于1m)的塔，要求具有完美的水平度：分布均匀缺陷通常很明显(建议不要在关键服务和浮动海上条件下使用)，

·带有孔口的管状分布器或“穿孔管道分布器(perforated piping distributor)”，不是非常紧凑，比前述分布器呈现更大的压头损失，并且需要通常更大的静态液体高度，但是通常输送分布良好的液体，以及

·喷雾器或喷嘴，或“喷雾分布器(spray distributor)”，不是很紧凑，如前述分配器一样，需要相当大的静态高度(泵也可以用来确保分布力)。液体的分布均匀性性能更适中(因为形成了液体锥体的重叠区)。液滴对填料的影响对于分散液体力而言较大，并且系统非常容易受到液滴雾产生的液体夹带物的影响。

图3示出了后一种类型的系统的示例，其将液体的收集与其分布分离。收集器盘1包括用于气体通过的立管2。用于分布液体的系统包括垂直导管5和多个喷洒器6(设置有孔口或喷嘴的水平管)。

对于浮动的海上条件，通常是图3所示的这种类型的系统，确保液体在两个填料床之间的收集和重新分布，这是优选的。此外，液体收集器盘通过一个或多个相对较长的垂直导管连接到分布系统，以便分布系统产生足够的静态高度，不管遇到的膨胀条件如何。实际上，垂直导管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远小于向分布系统进行供应的液体导管的高度(US008118284B2，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的水平面的立管来引导。

浮动的海上遇到的条件尤其地增加了液体夹带的现象。一方面，由于填料床的最大高度减小(液体分布随着海浪的影响而退化)，必须考虑更多的液体重新分布系统，从而增加经受液体夹带物的床间区的数量。此外，对于可被构思用于重新分布系统、并且尤其是用于图3所示的重新分布系统的所有设计，允许液体重新分布的力仅由分布器中液体的静态高度产生。液体的强大静态高度（特别是在浮动的海上条件下的重新分布器的情况下）导致流向填料表面的液体射流破裂的现象，从而产生可被上升的气相夹带的小液滴。此外，在浮动的海上条件下，由于分离塔内可能存在显著的液体和蒸汽流差异，因此可以在局部获得非常强的气体速度。这些显著的差异可能由海浪运动产生，并可能增加液体夹带现象。然后床的头部处的液体分布的质量可能会下降。因此，与气相的向上流动相结合的这种飞溅，会产生朝向上部区的不可忽略的液滴夹带物，这些液滴夹带物在气体/液体接触器中与液相接触时被添加到由气体流自身产生的液体夹带物中。图4说明了这种现象。在图4中，收集器盘1放置在两个填料床7之间。收集器盘连接到分布系统，该分布系统包括垂直导管5和喷洒器系统6 (水平管)。在该图中，用箭头GA表示气体的上升轨迹，用EC表示填料7的表面处的飞溅，用箭头L1表示气体液滴(分散相)GO的夹带。

为了限制气相夹带液体的现象，迄今为止，使用(随机和/或结构化)填料的气体/液体接触器的构造者优先使液体重新分布条件不太有利。为此目的，专利US 2014/0361449、US 6,722,639、US 6,575,437、US 5,139,544特别概括地描述了偏转器的使用，以避免离开重新分布器的液体流和上升的蒸汽流之间的直接接触，并且优先仅在下填料床处限制液体和蒸汽相之间的直接接触。

发明内容

本发明涉及一种用于在气体和液体之间交换材料并且需要时交换热的塔。该塔包括布置在两个填料床之间的至少一个收集器盘和一个液体分布系统，以及气体和液体分离装置。因此，气体夹带的液体被限制在床间区中。本发明提出在收集器盘和液体分布装置之间设置气体和液体分离装置，使得通过收集器盘的气体是“干燥的”，即由气体夹带的液滴很少。因此，本发明的目的是提高装备有具有内部件的若干床的塔的性能水平，该内部件带有中间收集和重新分布设备。

根据本发明的设备

本发明涉及一种用于在气体和液体之间交换材料和/或热的塔，其包括至少两个填料床、布置在两个填料床之间的收集器盘、以及用于将由所述收集器盘收集的所述液体从上填料床分布到下填料床的分布装置，所述分布装置位于所述分布器盘的下方。所述塔还包括用于分离所述液体的装置，所述分离装置布置在所述收集器盘和所述分布装置之间。

根据本发明，用于分离由气体夹带的所述液体的所述装置包括至少一个撞击元件，所述液体撞击在所述撞击元件上并然后通过重力在所述塔中下降。

根据本发明的实施例，所述撞击元件是倾斜板。

有利的是，所述板基本上呈倒L形状。

根据变型，所述撞击元件包括至少一个障板。

优选地，所述障板由至少一个人字形图案形成。

作为变型，所述撞击元件由纤维格栅或垫形成。

根据变型，所述撞击元件由填料形成。

根据本发明的一个方面，所述撞击元件基本上为羊角的形状。

根据一个特征，用于分离由气体夹带的所述液体的所述装置还包括用于排出所述液体的至少一个套管。

有利地，用于分离所述气体和所述液体的所述装置布置在所述分布装置附近。

根据一个实施例，所述分布装置包括连接到所述收集器盘的至少一个垂直供应导管和连接到所述供应导管的至少一个基本水平的管，所述基本水平的管包括用于分布所述液体的至少一个孔口和/或一个喷嘴。

优选地，用于分离由气体夹带的所述液体的所述装置布置在所述垂直供应导管周围。

根据一种设计，用于分离由气体夹带的所述液体的所述装置基本上占据可用于蒸汽通过的塔的横截面的75%到98%。

此外，所述收集器盘可以包括用于所述气体通过的至少一个立管。

此外，本发明涉及根据前述特征之一的塔用于气体处理、酸性气体捕获、蒸馏、脱水或空气分离方法的用途。

附图说明

根据本发明的设备的其它特征和优点将通过参考下面所附和描述的附图、阅读对非限制性示例性实施例的下面描述而变得显而易见。

已经描述的图1示出了根据现有技术的包含填料的气体/液体接触器的图，该气体/液体接触器以逆流方式操作，并且实现了具有液体流的中间重新分布的若干填料床。

已经描述的图2示出了根据现有技术的具有立管的收集器盘。

已经描述的图3示出了根据现有技术的装备有分布系统的收集器盘。

已经描述的图4示出了根据现有技术的装备有分布系统的收集器盘的蒸汽夹带液体的现象。

图5示出了根据本发明第一实施例的塔的一部分。

图6示出了根据本发明第二实施例的塔的一部分。

图7示出了根据本发明第三实施例的塔的一部分。

图8示出了根据本发明实施例的分离装置。

具体实施方式

本发明涉及一种用于在气体和液体之间交换材料并且可能地交换热的塔。根据本发明，交换塔包括至少两个填料床。术语填料床用于表示分布在塔的一定高度上的填料截面。填料可以是随机填料或结构化填料。填料对应于接触器，并且使液体和气体接触成为可能，以便能够在流体之间交换热和/或材料。

根据本发明，交换塔包括至少一个液体重新分布系统，该系统包括收集器盘和液体分布器。每个液体重新分布系统布置在两个填料床之间，在被称为床间区的区中。收集器盘在其上表面上收集液体，并允许气体穿过盘通过。气体穿过盘的通过可以特别地通过装备有或不装备有盖的立管来实现。实际上，当液体通过填料时，填料倾向于在某些优选的通道区中积聚，从而产生气相和液相的径向浓度梯度(在塔的截面上)，因而降低液体和气体流体的接触性能和塔的总效率。当需要高接触高度时，优选使用多个填料床和多个液体收集和重新分布设备。在这种情况下，有利的是，尽可能均匀地在下填料的表面上重新分布液体流。通常优选在具有超过8米的填料高度(FRI推荐的高度)的两个填料截面之间使用液体收集器/重新分布器。可根据操作条件(浮动的海上、填料类型、流体特性、操作条件等)修改(通常减小)此推荐最大高度。

根据本发明，交换塔包括液体分布装置。液体分布装置位于床间区中的收集器盘下方，并连接到收集器盘以供液体通过。液体分布装置使得可以将来自收集器盘的液体分布到下填料床上。因此，液体在重力作用下从上填料床流过收集器盘和分布装置以分布到下填料床上。分布装置可以是任何已知类型，特别是图3所示的类型(带孔口的管状分布器)。替代性地，分布装置可以是喷雾(带有喷嘴)或槽式分布装置。液体分布装置允许在下填料床上良好的液体分布，包括在浮动的海上条件下(海上)，对于这种条件，塔可能相对于竖直方向倾斜。

根据本发明的塔还包括气体和液体分离装置。气体和液体分离装置布置在收集器盘和液体分布装置之间。气体和液体分离装置使液滴能与向上夹带它们的气体分离。从而，减少了气体夹带液滴的现象，限制了返混现象，并且保持了塔的效率。收集器盘和分布装置之间的分离装置的布置使得通过分布器盘(进入和离开)的气体可以是“干燥的”，也就是说没有由气体夹带的液滴。“干燥”气体应理解为每Sm³气体夹带少于10mL液滴的气体，优选地夹带少于1mL，更优选地夹带少于0.1mL。

优选地，气体和液体分离装置可以位于分布装置附近，也就是说刚好在分布装置上方，并且远离收集器盘：于是气体和液体分离装置离分布装置比离收集器盘更近。因此，液滴夹带区被限制在低高度，床间区的其余部分可以通过重力继续进行去夹带操作。分离出的液体被送回到直接接近下填料床的位置，并且减少了再夹带现象。因此，液滴有利地通过重力重新注入下填料床。

根据本发明的一个实施例(其可以与下文所述的不同变型组合)，分布装置包括连接到收集器盘的至少一个垂直供应导管，以及连接到供应导管的至少一个、优选多个基本水平的管。每个水平管装备有用于分布液体的至少一个孔口和/或一个喷嘴。

有利地，对于该实施例，气体和液体分离装置可以布置在垂直导管周围。此外，优选地，气体和液体分离装置布置在分布装置的水平管附近。优选地，这些分离装置位于流体分布区的下半部分中，更优选地位于分布区的下四分之一部分中。

根据本发明的一个实施例(其可与所述实施例中的任何一个组合)，气体和液体分离装置占据可用于蒸汽相通过的塔的横截面的75%与98%之间，和优选地基本上大于75%。因此，液滴和气体的分离几乎在塔的整个截面上进行，这允许有效的分离，这样使得能够最大程度上减少液滴被夹带到收集器盘，尤其是夹带到上填料床的现象。

根据本发明的一个实施例(其可以与上述实施例组合)，气体和液体分离装置包括至少一个(优选多个)撞击元件，液滴在该撞击元件上撞击并积聚，然后通过重力在塔中下降。用于该实施例的原理通过液滴在表面(例如金属)、格栅或放置在气体流的通道上的任何其它障碍物上的撞击进行分离。然后这被称为“撞击分离”。撞击原理在于将液滴积聚在表面上，然后通过聚结将它们聚集在一起，直到重力变得大于气体的夹带力。障碍物(撞击元件)可以具有不同轮廓。气体流被引向障碍物，液滴撞击在障碍物上以形成大液滴，并随后通过聚结形成液体膜。重力然后可以补偿气体夹带和表面张力的组合效应。然后将液体膜从障碍物(撞击元件)排出到下填料床。

有利的是，撞击元件可以是金属的，或者以防止受到塔的工作条件破坏的任何类型的材料制造。此外，撞击元件可以直接固定到塔上或液体分布装置上。

例如根据图3的设计，该实施例可以与包括垂直导管和水平管的分布装置组合。替代性地(并且对于下面描述的所有变型实施例)，该实施例可以适用于任何类型的分布装置，特别是槽或喷射装置。

根据本实施例的第一变型，撞击元件可以由倾斜板形成。倾斜板可以是波纹板，以便有利于液滴的聚结，从而在波纹中形成液体膜。此外，板的横截面可以基本上为倒L形状，即头部向下(即基本上为伽马Γ形状。这种形状有利于液滴的撞击，并且因此有利于气体和液体的分离。

图5以非限制性方式示出了该第一变型的示例性实施例。收集器盘1放置在两个填料床7之间的床间区中。如图所示的，收集器盘1包括多个立管，该立管装备有用于气体通过的盖。分布装置包括垂直导管5和装备有孔口和/或喷嘴的一组水平管6。图5仅示出了两个填料床和一个收集器盘，但是塔可以包括若干填料床，一个这样的收集器盘(具有分布装置和分离装置)插入每个床间区中。气体和液体分离装置包括基本上呈倒L形状的多个倾斜板8：L的下部成为其上部，并且其高度相对于垂直轴线倾斜。倾斜板8布置在分布装置的水平管6的正上方。如图所示的，倾斜板8朝向塔的中心定向，以允许气体流的均匀分布。由于倾斜板8的形状和布置，只有气体GA在倾斜板8之间流动，这样使得能够限制液滴的夹带，从而有利于塔的效率。

根据该实施例的第二变型，撞击元件可以形成改变气体的轨迹和运动学的障板，以便优选地将液滴喷射到壁上。根据该变型的设计，可以通过基本上呈人字形图案(或倒V形)形状的撞击元件或通过多组障板改变气体轨迹的任何其它形状来生产障板。气体和液体分离装置可以包括几行人字形图案，优选地在1和5行之间。一行的人字形图案可以相对于相邻行偏移，从而增加障板的数量，这有利于气体和液体的分离。

图6以非限制性方式示出了该第二变型的示例性实施例。收集器盘1放置在两个填料床7之间的床间区中。如图所示的，收集器盘1包括多个立管，该立管装备有用于气体通过的盖。分布装置包括垂直导管5和装备有孔口和/或喷嘴的一组水平管6。图6仅示出了两个填料床和一个收集器盘，但是塔可以包括若干填料床，一个这样的收集器盘(具有分布装置和分离装置)插入每个床间区中。气体和液体分离装置作为示例并且以非限制性的方式包括三行人字形图案9。对于这种构造，中间行的人字形图案9的布置相对于第一行和第三行的人字形图案9的布置偏移。各排人字形图案9布置在分布装置的水平管6的正上方。借助于人字形图案9的形状(倒V形)和布置，只有气体GA通过人字形图案9的这种布置，而液体LI被重定向为朝向下填料床7，这样使得能够限制液滴的夹带，从而有利于塔的效率。

根据本实施例的第三变型，撞击元件可以由格栅形成，该格栅可以被压实到一定体积中并也被称为垫。格栅和/或垫可以由特别是金属的网形成。然后液滴撞击格栅以与气体分离。

图7以非限制性方式示出了该第三变型的示例性实施例。收集器盘1放置在两个填料床7之间的床间区中。如图所示，收集器盘1包括多个立管，该立管装备有用于气体通过的盖。分布装置包括垂直导管5和装备有孔口和/或喷嘴的一组水平管6。图7仅示出了两个填料床和一个收集器盘，但是塔可以包括若干填料床，一个这样的收集器盘(具有分布装置和分离装置)插入每个床间区中。气体和液体分离装置包括纤维垫10。格栅(或纤维垫)10正好放置在分布装置的水平管6的上方。由于格栅10的形状和布置，只有气体GA通过该格栅10，而液体LI被重定向为朝向下填料床7，这样使得能够限制液滴的夹带，从而有利于塔的效率。

根据本实施例的第四变型，撞击元件可以由一定体积的填料形成。填料可以是随机填料或结构化填料。优选地，用作气体和液体分离装置的填料类型可以与塔的填料床中使用的填料类型相同。然后液滴撞击填料以与气体分离。

该第四变型的示例性设计可以在于采用图7的构造并用填料替换格栅10。

根据该实施例的第五变型，撞击元件可以基本上为羊角(被称为“蒸汽角(vaporhorn)”)的形状。这种类型的撞击元件使得可以限制液体夹带和重新组织蒸汽流两者。

图8示出了基本上呈羊角形状的撞击元件11的示例性非限制性实施例。

有利的是，对于前面描述的所有变型实施例，气体和液体分离装置可以包括套管，以便于将液滴排放到下填料床而不与气体流接触。

可以组合不同类型的分离装置(例如若干撞击元件)以优化气体和液体的分离。

本发明的塔有利地是胺基洗涤塔，但它适用于吸收中使用的所有类型的溶剂。

根据本发明的塔适用于逆流的流动。

根据本发明的塔可用于气体处理、CO₂捕获、液体产物蒸馏、脱水、空气分离或热交换方法。根据本发明的塔可用于浮动的海上或陆上应用。

此外，本发明可以更具体地涉及浮式驳船或海上平台，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，也可以安装使用该设备的蒸馏塔和/或脱水塔。

Claims (16)

1.一种用于在气体和液体之间交换材料和/或热的塔，其包括至少两个填料床(7)、布置在所述两个填料床(7)之间的收集器盘(1)、以及用于将由所述收集器盘收集的所述液体从上填料床(7)分布到下填料床(7)的分布装置，所述分布装置位于所述收集器盘(1)的下方，其特征在于，所述塔还包括用于分离由所述气体夹带的所述液体的装置(8、9、10、11)，所述分离装置(8、9、10、11)布置在所述收集器盘和所述分布装置之间。

2.根据权利要求1所述的塔，其中，用于分离由所述气体夹带的所述液体的所述装置(8、9、10、11)包括至少一个撞击元件，所述液体撞击在所述撞击元件上并随后通过重力在所述塔中下降。

3.根据权利要求2所述的塔，其中，所述撞击元件为倾斜板(8)。

4.根据权利要求3所述的塔，其中，所述板(8)基本上呈倒L的形状。

5.根据权利要求2至4中的一项所述的塔，其中，所述撞击元件包括至少一个障板。

6.根据权利要求5所述的塔，其中，所述障板由至少一个人字形图案(9)形成。

7.根据权利要求2至6中的一项所述的塔，其中，所述撞击元件由纤维格栅或垫(10)形成。

8.根据权利要求2至7中的一项所述的塔，其中，所述撞击元件由填料形成。

9.根据权利要求2至8中的一项所述的塔，其中，所述撞击元件基本上为羊角形状(11)。

10.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，用于分离由所述气体夹带的所述液体的所述装置(8、9、10、11)还包括用于排出所述液体的至少一个套管。

11.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，用于分离所述气体和所述液体的所述装置(8、9、10、11)布置在所述分布装置附近。

12.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，所述分布装置包括连接到所述收集器盘的至少一个垂直供应导管(5)和连接到所述供应导管的至少一个基本水平的管(6)，所述基本水平的管(6)包括用于分布所述液体的至少一个孔口和/或喷嘴。

13.根据权利要求12所述的塔，其中，用于分离由所述气体夹带的所述液体的所述装置(8、9、10、11)布置在所述垂直供应导管(5)周围。

14.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，用于分离由所述气体夹带的所述液体的所述装置(8、9、10、11)基本上占据可用于蒸汽通过的塔的横截面的75%至98%。

15.根据前述权利要求中的一项所述的塔，其中，所述收集器盘(1)包括用于所述气体通过的至少一个立管(2)。

16.一种根据前述权利要求中的一项所述的塔用于气体处理、酸性气体捕获、蒸馏、脱水或空气分离方法的用途。