在储存和运输易挥发的液体例如液态的原油或原油产品时，一部分液体 正常地蒸发。气体/蒸汽(例如气相碳氢化合物)在存储有液体(例如液相碳 氢化合物)的储存装置的液面上方被收集。该储存装置可以是容器或罐。这 种蒸发导致在密封的储存装置中形成压力。在压力达到给定的最大值时，必 须通过适当的阀排出气体/蒸汽而使形成的压力降低。气体/蒸汽通常被释放 到环境大气中。
当向例如一储罐装载例如碳氢化合物液体时，该储罐可能被部分充装有 相同的或者类似的液体，该被充装的液体将代替储存罐中的气体/蒸汽、以及 从储存罐的液体蒸发的潜在的气体/或蒸汽。通常，该气体/或蒸汽被释放到 周围的大气中。
现有技术
在运输、储存或者装载在常压或接近常压的状态下以液相存在的例如原 油或原油产品时，通常，蒸发的气体/蒸汽在承受给定的最大压力时会直接释 放进入周围的大气中。为此，该液体/气体的该储存装置设有一个或者多个压 力阀、所谓的排气阀，其在承受一给定的最大压力时打开并且释放该气体/ 蒸汽。
另外，并且结合储存和运输冷却的液态的气体，有几种用于凝结气体的 方法、装置和/或系统，包括：
NO 305525涉及一种“用于储存和运输液化的天然气的方法和装置”；
US 2,784,560涉及一种“用于储存和处理液化气的方法和装置”；
而US 3,733,838涉及一种“用于重复地液化一种液化气的提取物的系 统”。
其中，上述的方法、装置和/或系统包括用于处理从冷藏的液化气中蒸发 的气体的吸入和凝结装置和其它一些装置。
另外，US 3,921,412涉及一种“采用一种凝结分配器喷嘴的蒸汽回收装 置”，其中，当液体充入一个容器中时，该分配器喷嘴凝结被充入容器中的 液体取代的蒸汽/气体。该分配器喷嘴被放置在该容器的填充孔中。
现有技术的缺点
将例如碳氢化合物的气体释放到周围的大气中的实质缺点在于：该排放 物可能对周围环境有害。而且，在储存装置中，优选在储存装置的碳氢化合 物液体中尽可能多地保留碳氢化合物气体是有经济利益的。
不利的是，根据NO 305525、US 2,784,560和US 3,733,838的现有技术 涉及用于凝结气体/蒸汽以及储存和运输冷藏的液化气的方法、装置和/或系 统。现有技术中没有设置与储存、运输、装载、和卸载在大气或者接近大气 的状态下易挥发液态成分(例如原油或者原油产品)相关的技术。另外，NO 305525、US 2,784,560和US 3,733,838揭示的技术方案很复杂，并且昂贵。
US 3,921,412中揭示的技术方案被限制在：在将原有的液体充入容器中 时，凝结气体/蒸汽。因此，US 3,921,412没有涉及在运输或者储存期间从液 体蒸发的气体/蒸汽的凝结。
因此，现有技术中的解决方案没有用于使由在大气或者接近大气的状态 下易挥发的液体蒸发的气体/蒸汽凝结，并且使较大容积的这样的气体/蒸汽 简单而有效地凝结的技术。

本发明的主要目的是提供一种气体凝结器，用于使来自在大气或者接近 大气的状态下易挥发的液体(例如液态碳氢化合物)的气体/蒸汽(例如碳氢 化合物气体)凝结，其中该气体凝结器使较大容积的这样的气体/蒸汽简单而 有效地凝结。
本发明的另一目的是提供一种气体凝结器，该气体凝结器能直接或者间 接地适应特定的凝结需要，鉴于相对于这样的气体/蒸汽的蒸发和/或排放的 增加/减小，凝结的需要可以增加/减少。或许，该气体凝结器可以连接到其 它必要的设备、装置和/或用具，从而控制/调整例如流经该气体凝结器的流 体的流动参数。还可以连接其他设备，以预处理和/或后处理流经该气体凝结 器的流体，例如为了去除流体中的空气或者空气组分。
如何实现发明目的
根据本发明通过采用一个或者几个气体凝结器来达到该目的。但是，为 了简单起见，下面描述只详细说明一个气体凝结器的使用和运行模式。采用 几个气体凝结器只是提供较大的气体/蒸汽凝结量。
一种液体的挥发性表示一种液体蒸发的容易程度。一种具有低沸点和高 的蒸汽压(相对于环境条件)的液体表示在一种液体中的挥发性。一种液体例 如一种碳氢化合物可以包括几种液体组分，该液体组分相对于其它组分，并 且特别是相对于在储存装置(例如罐/容器)内的覆盖在上面的气体容积，更 易挥发或者更不易挥发。在某一压力和温度条件下，各液体组分具有单独的 沸点和蒸汽压。具有最低的沸点和最高蒸汽压的液体先蒸发。因此，各种气 体组分的混合物可以在储存装置(例如储存罐)中逐渐蒸发出来。
在储存在罐中的易挥发的液体蒸发时，该蒸发通常但不总是受下面的参 数和以下列方式的影响：
当该液体的气体暴露表面面积(液体表面面积)增加时，蒸发增加；
当液体容积增加(提供的液体表面面积同时增加)时，蒸发增加；
当储存装置内的气体容积/液体容积比增加时，蒸发增加；
当液体外界压力提高，蒸发减少；
当液体环境温度增加时，蒸发增加；
当液体在储存装置中的储存时间增加时，蒸发增加；
该蒸发依赖于液体组分构成而变化；当液体组分的沸点升高时，蒸发减 少；并且，当液体组分的蒸汽压升高时，蒸发增加。
在运输例如在罐中的原油期间，搅拌装置(所谓的搅拌器)时常被用于 搅拌在罐底层的原油。这是为了防止原油大范围的分凝，从而防止最重的和 粘度最大的原油组分沉到罐的底部，从而妨碍原油后来的卸载。此原油的搅 拌还有利于该原油中最易挥发的液体组分的蒸发的增加。因此需要将搅拌限 定到最小。而且，在这样的一个罐中存在所谓的惰性气体会促使原油的蒸发 增加。
在运输、储存、装载或者卸载这样的易挥发液体时，一些参数可以保持 不变或接近不变。这些参数例如是：液体表面面积；在罐中的液体的储存时 间(例如在油船上输送原油期间)；和液体组分构成。其它参数可以或多或 少地改变。例如，液体温度和/或压力可以依赖于波动的气候条件而变化，例 如在原油的洲际油船装运期间。而且，罐中的气体容积/液体容积的比值可以 改变，例如：在岸上的石油储存罐中，频繁地进行易挥发液体的排泄和充装， 造成罐内气体容积/液体容积的比值频繁变化。而且，液体组分构成可以变化， 例如：在原油的油船装运时，油船可能每次运输的原油类型都不同。
另外，在充装/卸载例如一种碳氢化合物液体时，随着液体的充装速度的 增加，罐中气体/蒸汽的排放量可能增加，通常该气体/蒸汽直接释放到周围 的大气中。因此，显然，由于上述参数发生变化，所以这样的易挥发液体的 蒸发会发生很大的变化。
从这样的易挥发液体中蒸发的气体/蒸汽(在下文中用气体表示)，被引 导到气体凝结器，在该气体凝结器中该气体被引导进入液体流。该液体流优 选地但不是必须地包括易挥发的液体，该气体从该液体蒸发。通过一种所谓 的气泡凝结过程，该气体在液体流中凝结成气体凝结物。然后，气体凝结物 返回到储存装置中的液体中，并且优选的是到液体的底层；在该底层处，液 体的静压最大。将凝结物返回到液体的底层对于蒸发的减小是有利的，相关 的静压致使大部分凝结物保持溶解在液体中。经过时间，并且由于例如比原 油低的比重，凝结物将上升到液体的表面。然而，当使凝结物返回到液体的 底部时，将造成凝结物使用更多时间，并且要移动通过比返回到液体的浅层 的凝结物更大量的液体容积。优选地，该气体凝结器位于液体的储存装置的 附近或者在其外侧。这对于保养或者维修气体凝结器是有利的。另外，基于 安全和操作的考虑，气体凝结器还必须在需要的地方设置有压力密封连接， 以使气体凝结器令人满意地操作。
在下面描述气体凝结器的操作方式中，给出了气体凝结器的主要部件的 相互关系/相关位置，气体凝结器被设置成在运行时垂直。气体凝结器还可以 设置成在运行时非垂直，在这种情况下，就必须考虑重力对流过气体凝结器 的流体的影响，并且进行压力补偿。根据本发明的一个方案，本发明提供一 种用于凝结来自易挥发液体的气体的气体凝结器，该气体凝结器连接至一流 路，该流路将所述气体和一与气体共存的液体输送至该气体凝结器，其中该 气体凝结器包括：
至少一个气体供给管道，其用于输送所述气体；
气体腔，其连接至所述气体供给管道，用于接收来自所述气体供给管道 的所述气体；所述气体腔具有至少一个壁；所述壁形成有至少一个用于放出 所述气体的开口；
至少一个液体供给管道，其用于输送所述与气体共存的液体；
围绕所述气体腔的壳体，所述壳体连接至所述液体供给管道，用于接收 所述液体；
位于所述壳体内的凝结腔，所述气体在该凝结腔内凝结并与所述与气体 共存的液体混合形成混合物；
至少一个流动通道，其形成于所述壳体和所述气体腔之间，所述流动通 道从所述液体供给管道延伸至所述凝结腔，其中穿过所述至少一个壁的至少 一个开口通向所述至少一个流动通道内；所述流动通道包括：
上游入口，其连接至所述液体供给管道；和
下游喷管，其具有根据所述液体的通过量形成负压的、狭窄的横截 面面积，所述负压足以驱使所述气体从所述气体腔进入所述液体，随后 所述流动通道将由气体和液体获得的所述混合物输送至所述凝结腔；及 至少一个液体出口管道，其连接至所述凝结腔，所述液体出口管道输送 来自所述凝结腔的所述混合物。
当气体从易挥发液体中蒸发时，该气体将自然地上升并且聚集在储存装 置中液面的上方。对于储存和运输原油和一些原油产品，这种蒸发通常发生 在高于大气压力的压力下。此超压力可以用于将气体逼到并进入气体凝结器 的气体供给管道中。然后，该气体被引导入气体腔，并优选地进入其下部并 且向前通过该气体腔壁中的开口。气体腔可以位于气体凝结器内部的中央。 优选地，该开口设置有适合的喷嘴，气体通过该喷嘴被引导进入气体凝结器 的喷管部。同时，并且借助于至少一个泵装置，将一种可混溶气体的液体引 导经过液体供给管道。该可混溶气体的液体以大于气体腔中气体的静压的静 压流动。在本发明的另一实施例中，采用液体供给支管，用于接收来自液体 供给管道的液体并将液体分配到喷管部的入口。当液体流被均匀地分配在纵 向延伸的入口时，这样特别有利。在所述的静压下，液体连续流动，在下游 方向进入喷管部的入口。
同时，该气体从气体腔经过气体腔壁中的所述开口、或者可能经过各开 口中的喷嘴，沿着下游方向被引导。然后，气体与喷管部中的流动液体混合 在一起。此流动过程预先假定：气体从较高静压流动到较低静压。因此，喷 管部中的液体必须具有一个相对于紧接所述开口的出口或其中的喷嘴的上 游的静压的静负压。该负压通过采用液体流中的公知的热力平衡(能量守恒) 原理得到，参见伯努利方程。除了由于摩擦和紊流引起的静压损失的例外情 况，通过保持流体的静压和动压的总和不变，能在流路中保持平衡。因此， 如果在流路的一个区域(例如喷管部)内的流体速度增大，则液体的动压增 大，并且相应地液体的静压减小。如果在流路的另一个区域(例如凝结腔) 中的液体速度减小，则液体的动压减小，并且相应地液体的静压增大。根据 伯努利方程，液体的动压和静负压的增大或减小，与液体流速的平方成正比 (自乘平方)。
在这样的液体管路中，气体凝结物的供给量未考虑在内，通过横截面面 积的任意位置(例如通过喷管部的狭窄的横截面面积)的该液体流率(每单 位时间的液体量)是不变的。在流体通道中两个随意的但是不同的位置，此 流体关系可以由下列方程表示：
其中
q1＝V1·A1；和
q2＝V2·A2；使得
V1·A1＝V2·A2；或者
其中
q1代表流路中的上游位置1处的液体流率(m3/s)；
V1代表流路中的上游位置1处的液体流速(m/s)；和
A1代表流路中的上游位置1处的液体流可用的横截面面积(m2)；
q2代表流路中的下游位置2处的液体流率(m3/s)；
V2代表流路中的下游位置2处的液体流速(m/s)；和
A2代表流路中的下游位置2处的液体流可用的横截面面积(m2)。
因此，如果A2＜A1，并且因此(A1/A2)＞1，则V2＞V1。而且，根据上 述方程，V2还与V1成正比地增大。因此，假设(A1/A2)＞1，因此液体在 喷管部内的静压总是小于在喷管部的上游入口处液体的静压。
例如，如果上游位置1代表在喷管部入口的位置，并且下游位置2代表 沿喷管部的下游随意的位置，则上述方程总可以如下表示：
和
其中
q入口代表喷管入口处的液体流率(m3/s)；
V入口代表喷管入口处的液体流速(m/s)；和
A入口代表喷管入口处的液体流可用的横截面面积(m2)；而
q喷管代表沿喷管部的一给定的下游位置处的液体流率(m3/s)，
V喷管代表沿喷管部的一给定下游位置处的液体流速(m/s)，和
A喷管代表沿喷管部的一给定下游位置处的液体流可用的横截面面积 (m2)。
从方程 和
其中
(A入口/A喷管)＞1，很明显：在沿喷管部的一给定位置处，液流速度 可能受影响，因此液体的静负压可能受影响。通过使可变参数q入口、V入口、 A入口和A喷管适合特定气体凝结的需要，可以影响所述液体流速和静压。该 需要可以随外部影响因素而改变，这些影响因素例如是：压力和温度、被凝 结的气体的特性、和气体凝结器所需的凝结能力。通过增大液体流率q入口 (例如通过增大一个可能的上游泵的液体泵率)，液体流速V喷管和液体的 静负压在喷管部的一给定位置处增大。这样做会增加在此部分液体的气体吸 收能力。相反，当保持不变的液体流率q时，通过减小横截面面积A喷管， 液体流速V喷管可以获得同样的增大。
实际上，当调整/控制上述参数时，气体凝结器可以达到最高程度的使用 灵活性和最高效率。为了达到相对于气体凝结的最佳流动特性，因此，气体 凝结器的上游和/或下游的液体和/或气体的流路可以设置或设计有流量控制 装置。该流量控制装置可以包括一个或几个泵、阀和/或收缩/扩张部。
另外，由于液流的紊流和流动的液体与邻接的气体腔和壳体的壁之间的 摩擦，沿喷管可能发生液体压力的损失。例如，由于气泡形状的气体被引导 进入到液流中，和/或由于流动的液体与例如突入且面对喷管部的喷嘴之间的 可能的摩擦，这样的紊流可以发生在紧接下游附近的开口或喷嘴的出口。另 外，当气体被引导通过开口或喷嘴时，可能发生气体压力的损失。所有这样 的静压损失降低了气体腔与喷管部之间的压差，从而降低了气体凝结器的凝 结能力。
液体压力的损失可以由几种方式限制。例如，环绕的气体腔和壳体壁可 以形状光滑，产生很小的流动摩擦力；和/或，可以采用喷嘴，其被设计成产 生很小的液体摩擦力；和/或，可以倾斜地设置气体腔壁的喷嘴并使其朝向液 体的下游方向；和/或，气体腔壁各开口或喷嘴可以按如下方式设置：使得流 经的气体最小程度地影响在可能的下游开口或喷嘴处的流动过程。最后一种 选择是，一个开口或喷嘴、或者一排开口或喷嘴可以设置成与一个或几个其 他的下游开口或喷嘴、或者多排开口或喷嘴平行。
例如，当考虑到气体凝结器的形状、大小、能力和流动特征，并且考虑 到被处理的气体的量和被凝结的气体类型时，可以通过采用产生最小气流摩 擦的喷嘴来降低气体压力损失。
当计算上面提到的可变参数的量值和相互的配合时，这样的液体和气体 压力损失必须考虑。考虑所述压力损失的主要目的是：确保沿喷管部的负压 足够大，足以动气体从气体腔进入流动的液体中。
被吸入气体凝结器的喷管部的气体的类型应当是易于溶解在流动的液 体中的气体类型。这样的气体可以是从放置在岸上的储存罐或者油罐中的碳 氢化合物液体蒸发的碳氢化合物气体。一旦在适合的温度和压力条件下凝结 和储存，该气体与这些液体混合以后就易于溶解在相关的碳氢化合物液体中 并保持溶解。其中，气体溶解在液体中的能力依赖于：当气体被混合到该液 体中时，包括该气体的特定气体组分的液体饱和度。在高饱和时，气体基本 上不溶解在液体中。例如，这可以通过使气体暴露和溶解在增大的液体流动 容积中来补偿，预先假定一较大的液体流率，比具有一较低饱和度的液体所 需的液体流率大。另外，流动的液体和气体的混合物(其中气体以气泡形式 存在于流体中)可以被引导通过下游，或者例如可以猛冲到有孔的板或者格 栅上。从而，各气泡被冲破成几个更小的气泡，总起来说，比原来的气泡提 供更大的表面积，从而提高暴露于周围液体的总体的气泡接触面积。因此， 实现热力平衡的较快的调整，从而提高气体凝结的速率。而且，借助于现有 技术，该气体在被引导到液体流之前和/或之后可以被致冷，从而增大气体凝 结器的凝结能力。另外，并且借助于现有技术，通过提高液体和/或气体的静 压可以提高凝结能力。
但是必须强调，上述增加溶解性以及由此增加在可共存的液体流中的气 体凝结率/凝结能力的方法，也可以用于特定气体组分的饱和度较小的液体。 该方法优选地被用于与相对低的液体流率结合。在运输例如在油罐中的原油 时，(其中来自原油表面层的碳氢化合物液体可以用于以下述方式在气体凝 结器中凝结气体：允许碳氢化合物液体与溶解的气体凝结物的混合物被引导 到油罐储存罐的底部，)有利的是以低的液体流率将该混合物泵送到原油中。 液体流率低造成液体在罐中的搅拌较小，并且因此液体的大多数易挥发的液 体组分的挥发较少。如果气体的有效的凝结需要在气体凝结器中有比在储存 罐中的理想液体流率更高的液体流率，则流出气体凝结器的该液体可以在下 游分支并且被引导到罐的不同位置。
当液体和气泡的混合物从喷管部继续流到下游并进入凝结腔的上部时， 可以流过的横截面面积在此部分增大，优选的是通过逐渐增加混合物在下游 方向的该横截面面积。在下文中，此扩大的流道截面称作扩张部分。在扩张 部分的横截面面积增加，造成混合物流速，由此使混合物的动压降低，从而 增加混合物的静压，参见热力平衡的伯努利方程。在扩张部分的静压增大， 混合物的静压将逐渐超过紧接上游的开口或喷嘴的流入气体的静压。因此， 相对于流进气体的静气压，扩张部分及其下游的任何位置暴露于超压力，其 中该扩张部分及其下游暴露于较高的静压，比紧接开口或喷嘴的出口上游的 气体的静压高。由于超压力的存在，位于沿着受到超静压的流动部分位置的 开口或喷嘴可能产生不希望有的影响：使混合物流过开口或喷嘴并且进入到 气体腔，而不是通过凝结腔的液体出口管流出。
在所述的超压下，在液流中的气泡可以开始凝结成气体凝结物，所谓的 气泡凝结，并且然后溶解在液体中。例如，如上所述，通过允许气泡和液体 的混合物经过或猛冲到有孔的板或者格栅上，能进一步加强溶解效果。从而， 以允许气体凝结率增加的方式，增加了暴露于周围液体的气泡接触面积。该 有孔的板或者该格栅优选地被置于扩张部或位于紧接下游的地方。
气体凝结器的一个适合的结构特征在于：沿喷管部并由此朝向喷管部 的、气体腔壁中的开口或喷嘴，其中，在紧接所述开口或喷嘴的出口的上游 的位置，流动的混合物具有相对于所述静压力的静负压。该静负压的大小允 许气体从气体腔放出然后与所述液体混合。所述开口或喷嘴还可以位于沿扩 张部并由此朝向扩张部的位置，并且优选在扩张部的上游部分。但是，很明 显，开口或喷嘴应当以下述方式被放置在适应相关的、可能变化的操作条件 的位置：防止该液体在这些操作条件下流入气体腔中。
为了使气体凝结器能在不同的操作条件下满意地工作，该气体凝结器可 以按照下述方式设置：液体和/或气体的流动参数可调，并且因此气体凝结器 的凝结能力可调。这很容易通过给气体凝结器设置至少一个用于调节所述喷 管部以及气体凝结器的下游扩张部的横截面面积的装置而实现。此调节装置 可以包括外部调节装置或方法，用于调节/适应气体凝结器的操作参数和流 体。为了调节/适应流动的液体和/或气体的流率、流速，横截面面积、温度 和/或静压力，可以在气体凝结器的液体和/或气体流道的上游和/或下游处包 含各种设备。这些设备可以包括一个或者几个泵装置、阀、收缩部分/扩张部 分、一个或几个制冷和/或压缩装置和/或其他必要设备。而且，可能采用一 个或几个净化器和/或过滤装置，用于从流动的流体中分离不需要的组分(例 如空气、空气组分或者其它气体)。
沿混合物流动方向看去，喷管部(可能还有扩张部)包括连续的横截面 区域，其总体形成了狭窄的通道容积(slot volume)，混合物在该容积流过。 气体凝结器可以形成有一个永久设置的狭窄的通道容积，其最佳地适合于主 要的操作状态和操作需要。或者，气体凝结器可以按照下述方式设置成适合 并且从而改变狭窄的通道容积的形状：允许狭窄的通道容积在任何时间都能 最佳地适合特定的操作状态和需要。这是可以实现的，即通过沿着所述部分 调节/改变/适应狭窄的通道容积的形状。此外，这可以通过下述方式实现： 根据需要调节/改变/适应狭窄的通道的开口的程度或狭窄的通道的开口外 形，同时使例如垂直于流动方向和平行于壳体和气体腔壁的狭窄通道的容积 范围保持不变。沿着狭窄的通道向下游方向看，狭窄通道的开口、并且特别 是喷管部的狭窄通道的开口可以按照下述方式因此逐渐减小和/或增加：允许 狭窄的通道的容积的形状以及由此沿所述部分的流体的流速和静压力最好 地适合于特定的操作状态和需要。或者，或另外地，狭窄通道可以垂直于流 动方向和平行于壳体和气体腔壁地增大或者减小。据此，沿所述部分的狭窄 的通道可以被调节/改变/适应为特定的开口度和/或特定的开口外形。同时， 狭窄通道的纵向范围可以依赖于流动的气体凝结需要而增加或减小。
通过采用一气体凝结器，使之设置成相对于特定的操作状态的气体凝结 需要，适应和由此改变狭窄通道容积的形状，该气体凝结器可以设置在不同 的方式，包括：
a)环绕的壳体和/或气体腔可以具有一个沿喷管部或可以沿扩张部和/或 在喷管部入口处的可调节的形状。在这/这些部分，壳体和/或气体腔壁可以 由下述部件制成或设置有板或者壁部、可能有垂悬片；例如借助于一个或者 几个铰接装置、联接件、轨道或者滑动装置，可以转动和/或相对于邻近的板、 壁部和/或垂悬片被推动。这些板、壁部和/或垂悬片之间的相对移动增加或 减小沿喷管部、扩张部和/或在喷管部入口的狭窄通道的开口，以此允许在凝 结器的这个特定实施例的限制条件内调节/改变/适应此狭窄通道的开口。在 必要时，此实施例假设在需要的范围内，可转动的和/或可移动的面、壁部和 /或垂悬片借助于压力密封连接件连接在一起，从而防止液体和/或气体的泄 漏、和/或防止将不需要的压力分布引入到气体凝结器中。这样一种气体凝结 器在下面的实施例中示出。
b)可选择地，或另外地，该气体腔或壳体可以被设置成：可以相对于共 同操作和静止的部件(壳体或者气体腔)升高和落下，从而增大或者减小沿流 动截面的狭窄通道的容积以及
c)可选择地，或者另外地，气体腔壁可以设置有数个可调整的开口或喷 嘴，其根据需要被制造成允许气体流过。例如，这可以借助于适当的致动装 置，通过推动该开口或喷嘴上方的可移动的板或者可移动的盖来实现，从而 停止或者限制流过开口或喷嘴的气体。沿着和垂直于液体流动方向看去，开 口或喷嘴还可以沿着气体腔壁布置成一排或几排或图案。
相对于邻近的板或者壁部转动/推动该可转动/可移动的板、壁部和/或垂 悬片；或者相对于共同操作和静止的部件(壳体或者气体腔)升起或者落下气 体腔或壳体；或者可能推动开口或喷嘴上方的一个板或者盖，都要求该可移 动的板、壁部、垂悬片和可移动的板或者盖设置有一适当的致动装置，以提 供相对运动。这样一个致动装置可以包括一液压缸、一个电机、和/或一机械 装置。优选地，采用遥控装置来致动和控制该致动装置。优选地，该遥控装 置与用于记录气体凝结器的流动参数、并且监测、控制和运转任何其它的装 置/用具(例如一个泵装置)的设备和需要的其它设备结合一起使用。
另外，设置于气体凝结器的壳体、气体腔、和板、垂悬片、盖和类似的 设备可以具有不同的几何形状。该适当的形状基本上与气体量和使用区的特 定气体凝结需要相关。优选的是，气体凝结器被设置成用于(优选但不是必 要地)通过采用相对低的液体流率凝结相当大量的气体。
当沿垂直于气体凝结器纵向的垂直剖面看去，该壳体可以整体地或者局 部地形成为容器，该容器在使用位置时其下部或底部是矩形的或者正方形。 该容器的上部或者顶部可以包括倾斜壁，其向上汇聚在一点/尖端。壳体的底 部和顶部可以包括纵向延伸的板，并且优选的是在气体凝结器的水平方向， 参见下面提到的实施例。由于具有这样的形状，因此壳体必须设置端壁，从 而底部和顶部的壁与端壁一起形成一个内部开放的容积。在相应的垂直剖面 上看，相关的气体腔还包括纵向的倾斜的壁，其向上汇聚在一点/尖端。作为 适当的例子，该倾斜的壁具有与周围的壳体的倾斜壁或多或少地互补的形 状。当组装时，从气体凝结器的纵向看，壳体上部与气体腔壁之间的开口， 可以包括两个纵向的喷管部。一个喷管部位于顶部的每一侧。壳体和气体腔 的互补形状的任何偏差可以构成各喷管部的横截面的所需的改变。在同样的 垂直剖面看，气体腔的一个中心部分可以由垂直侧壁形成，并且还可以由向 下倾斜并在底部汇聚的侧壁形成。通过这样，壳体侧壁与中心侧壁和气体腔 的底部之间可以构成沿气体凝结器的纵向延伸的两个纵向扩张部分。一个扩 张部位于气体腔的任一侧。为了进一步有利于气体凝结，还为了在经过一个 或几个液体出口管引导出气体凝结器之前，收集凝结物/液体的混合物，壳体 的底部可以设置一个凝结腔。参见下面的实施例，气体凝结器的此几何形状 (实施例)可以是挠性的并且可以容易地被设置以凝结相当大的可变量的气 体，同时采用相对低的液体流率。
在另一实施例中，壳体和气体腔的上部都可以具有一个圆锥形，并且气 体腔的下部可以具有相反方向的圆锥形，壳体的下部可以是圆柱形。类似于 前面的实施例，壳体和气体腔的上部可以成形为一个点/尖端，其具有相对于 周围的壳体的形状或多或少地互补的形状。壳体和气体腔的互补形状的任何 预定的偏差可以构成各喷管部的横截面的所需的改变。同样，壳体下部和气 体腔之间的开口可以构成气体凝结器的扩张部。在水平剖面看，气体凝结器 的形状只设置有一个环形喷管部和扩张部。
在又一个实施例中，气体腔和周围壳体都包括圆柱形和/或锥形的管，从 而形成套管(pipe-in-pipe)的组件。两个管中的至少一个管具有变化的管直 径，因此套管组件形成所述喷管部和位于其下游的一扩张部，以输送气体和 液体合成的混合物。根据该实施例的气体凝结器只设置有一个环形喷管部和 扩张部。
完成气体凝结以后，溶解的气体(凝结物)和易挥发的液体的混合物通 过一个或几个液体出口管被引导出气体凝结器，并且返回例如一个储存罐， 优选的是回到具有最大静压的储存罐中液体的底层。从而致使气体凝结物大 都保持溶解在液体中。在气体凝结器的流动位置的上游和/或下游，混合物或 气体二者择一地可以进行预处理和/或后处理，以除去液体中潜在的不期望的 气体，例如：氮气、CO2和/或其它可稍微溶解的或不可溶解的气体；可以借 助于现有技术的技术方案除去这些气体，这些技术方案不属于本发明的一部 分。另外，气体凝结器内部可以设置有肋/凸片、板或垂悬片，用于提供有利 于混合物流动的路线，例如压力损失减小的流动路线。因此，混合物及其可 能的支流可以被引导到一个或几个流体出口管。另外，液体出口管、和/或可 能的流路的其它部分可以设置有压力调节装置，例如阀和/或收缩部用于在气 体凝结器和储存罐之间保持一定的反压。
本发明的优点
该气体凝结器提供一种用于凝结从易挥发液体(优选为碳氢化合物液 体，例如原油、柴油和汽油)中蒸发的气体/蒸汽(优选为碳氢化合物气体) 的技术解决方案。该气体凝结器被设置成使大量的这样的气体/蒸汽能够简单 和有效地凝结。
使用该气体凝结器避免或实质性地减少了这些蒸发气体的流出/排出，因 此避免或实质性地降低了对周围环境的潜在的危害。
而且，这样的气体通常易燃和易爆。因此，这种气体较少地或者没有排 放就显示了安全的优点。
而且，这样的气体通常是有经济和工业价值的。因此，避免或减少这样 的排放是理想的，并且该气体凝结器全部或部分地有助于这样的结果。
借助于一个或几个调节装置，该气体凝结器可以被设置成来调节/改变/ 适应相对于特定凝结需要的凝结能力，该需要相对于这样的气体/或蒸汽增加 /减少的蒸发和/或排放而增加/减小。
另外，该气体凝结器可以按照下述方式设置：允许在气体凝结器上放置 或置调节装置，并且通过物理设计和/或该调节装置在气体凝结器中的位置， 不允许该调节装置对该气体凝结器的上游和通过该气体凝结器的液体流的 路线产生负面影响。例如，这样的负面影响可以是在液体流中的与紊流或流 动摩擦相关的压力损失。例如，用于升高或降低该气体腔而连接到气体凝结 器的上部的调整支撑/杆可能会在液体中以增大流动摩擦和紊流的形式产生 不期望的压力损失，其中该支撑/杆被放置在气体凝结器的液体供给管道中。
有利的是，气体凝结器可以与储存、运输、装载和卸载例如液态的原油 或原油产品结合应用，但不受此限制。例如，这样的液体可以在静止的岸上 的储存罐中或者在船或汽车上的移动的储存罐中。

在说明书的下面的部分中，参见图1-7表示气体凝结器的两个非限定性 实施例，相同的标号表示所有图中相同的细节：
图1是表示根据本发明的气体凝结器的立体图，该图以显示该气体凝结 器的内部部件的方式示出了该气体凝结器壳体的局部剖视图；
图2示出了通过气体凝结器的中央定位的垂直剖面，该剖面垂直于气体 凝结器的纵向方向，并且该气体凝结器被示出在一升高的位置，而一液体(用 下游指向的箭头表示)流过两个喷管部和其下游的两个扩张部；
图3显示了与图2相同的气体凝结器，但图3所示的该气体凝结器处于 一降低的位置；
图4类似于图2，表示沿图6和图7的垂直剖面线IV-IV看到的、通过 气体凝结器的中央定位的垂直剖面，该气体凝结器设置有包括两个可调节的 垂悬片的流动控制装置，该气体凝结器的气体腔被示出位于升高的位置，并 且图4还示出了垂直剖面线VI-VI和水平剖面线VII-VII；
图5显示了沿图6和图7的垂直剖面线IV-IV看到的、与图4相同的气 体凝结器，但是图5所示的该气体凝结器处于一降低的位置；
图6表示沿图4的垂直剖面线VI-VI看到的通过气体凝结器的纵向垂直 剖面，并且示出了设置在气体腔壁上的水平排的喷嘴以及用于升高/降低该气 体腔的升降装置；图6示出了位于升高位置的气体腔，并且还示出了垂直剖 面线IV-IV和水平剖面线VII-VII；和
图7表示了沿图4和图6中的水平剖面线VII-VII看到的水平剖面，其 中该气体腔设有两个水平的格栅，该格栅用于将气泡分成大量的较小气泡； 图7还示出了垂直剖面线IV-IV和VI-VI。
但是，所有的图都是示意的，并且可能有大小和长度的失真。

与本发明本身无关、然而为实施本发明提供必要前提的设备、装置、用 具和/或配置，在下面的实施例中不作详细的说明或者描述。优选的是，这样 的设备等是与设置在储存罐(图中未示出)和根据本发明的气体凝结器2之 间的流路相关的。气体4和共存的液体6从所述储存罐中流出。该储存罐设 有泵装置(未示出)以及可能有的阀和/或收缩部分/扩张部分，用于在气体 凝结器2的上游和/或下游位置，调节/调整流经气体凝结器2的液体6和/或 气体4的流率、流速、横截面面积和/或静态流体压力。此外，用于记录气体 凝结器2中和/或液体路线的其余部分中的流动参数的设备、以及用于监测、 控制和驱动这些和可能其它用具或者装置的设备，在下面的实施例中也不详 细说明或描述。这些用具或者装置可以包括一个或者几个泵装置、制冷和/ 或压缩装置、净化器和/或用于从流动的流体中除去不需要的组分(例如空气、 空气组分或者其它气体)的过滤装置。
气体4从储存罐经一气体供给管道8引向气体凝结器2，并进入其下部。 在气体凝结器2的内部，气体供给管道8设置有一个内部可伸缩地移动的延 伸管10；该延伸管10借助于适合的压力密封垫12可移动地连接到气体供给 管道8。延伸管10的上部连接到气体腔16的向下凸的底部14，该气体腔16 是矩形的和纵向延伸的。气体4经延伸管10被引导到气体腔16的开口中。 在垂直的视图中，例如图2和图3中，气体腔16的中部18包括垂直的侧壁 20和22；气体腔16的上部24包括向上汇聚成尖部30的倾斜壁26和28。 两个端壁32和34位于纵向延伸的气体腔16的端部。
在图7的平面图中，纵向延伸的矩形壳体36围绕气体腔16，其中壳体 36容纳着设置在中心的腔16。在图2和图3的垂直图中，壳体36包括底板 38、和在下部40的垂直侧壁42和44。在上部46中，壳体36包括向上汇聚 到一液体供给支管52的倾斜壁48和50。端壁54、56位于纵向延伸的壳体 36的任一端部。在两个实施例中，气体腔16设置有两个垂直的、合作的液 压缸58和60，其中液压缸58、60位于延伸管10的任一侧。各液压缸58、 60的上部被连接到气体腔16的底部14，同时各液压缸58、60的下部被连 接到环绕的壳体36的底板38，参见图6。借助于合作的液压缸58和60，气 体腔16可以相对于壳体36升起或者下降。
在两个实施例中，气体腔16的倾斜的壁26被放置成平行于并且离开壳 体36的倾斜壁48一段距离。气体腔16的倾斜壁28被放置成平行于并且离 开壳体36的倾斜壁50一段距离。由于这样的结构，气体腔16的上部24与 壳体36的上部46之间出现两个纵向的槽。一个槽位于气体凝结器2的纵向 中心轴线的任一侧。这两个槽在下文中分别用喷管部62和喷管部64表示。 在上游和上部中，喷管部62、64均设置有其自己的入口，液体6可以经该 入口66、68流入。
以高于气体腔16中的气体4的静压力导入气体腔16中的气体4，与液 体6一起被引导经过液体供给管70，并向前通过该液体供给支管52。在这 些实施例中，该液体供给支管52设置有两个支管腔72、74。各支管腔72、 74的内部分别设置有几个各自的液体分配肋片72′和几个液体分配肋片 74’。肋片72′、74′沿着气体凝结器2的纵向均匀地分配液体6，参见图6。
然后，均匀分布的液体流沿着下游方向被引导到入口66和68中，之后 液体6向前流经喷管部62和64。该喷管部62和64被设置有较小的、液体 可流过的横截面面积，该横截面面积比位于其上游的入口的横截面面积(例 如入口66和68的横截面面积)小。因此，该液体6在喷管部62和64处以 增加的速度流入，但是比入口66和68处的静压力低。在喷管部62和64处 的静压力小于气体腔16中的气体4的静压力，从而在喷管部62和64处提 供了静负压。在气体腔16的倾斜壁26和28上，还有可能在气体腔16的垂 直侧壁20和22的上部，设置气体4可以流入的喷嘴76。利用气体凝结器2 的所述负压来驱使气体4通过所述喷嘴76，以与流动的液体6混合。在该实 施例中，喷嘴76被设置成沿气体腔16的水平排。在第一实施例中，参见图 2和图3，三个水平排78、80、82的喷嘴76沿着倾斜的壁26，并且三个 对应的水平排78′、80′、82′的喷嘴76沿着倾斜壁28。但是，在第二优 选实施例中，参见图1和图4-图7，气体腔16的各垂直侧壁20和22的上部 分别设置有两个水平排84、86和两排84′、86′的喷嘴76。在两个优选 实施例中，所有喷嘴76都以一定的倾斜角度设置，并朝向液体6的下游方 向，从而减小液流中的紊流。
另外，在第一实施例中，参见图2和图3，气体腔16的垂直侧壁20和 22被定位在离开壳体36的倾斜壁48和50的下部一段距离，并且离开壳体 36的垂直侧壁42和44的上部一段距离。这样的结构使得气体凝结器2的纵 向中心轴线的任一侧出现纵向扩张部分88、90，其中扩张部分88和90的 横截面面积沿下游方向增大。当由以气泡形式的气体4和液体6构成的混合 物92流经扩张部分88和90时，混合物92流速逐渐降低，因此静压力逐渐 增加。从而气泡逐渐开始凝结，并且溶解在液体6中。为了增加暴露于周围 液体6的气泡接触表面，并且从而增加气体凝结率，混合物92被引导经过 两个格栅94和96。格栅94、96被设置在气体腔16的任一侧，并且位于各 扩张部分88、90中。该扩张部分88和90包括凝结腔98的上部。继而， 混合物92流到凝结腔98的下部。此下部包括壳体36的底板38与扩张部分 88、90之间的容积。然后，在此下部中，混合物92经液体出口管100流出， 并且回到储存罐。当借助于液压缸58和60使气体腔16升起，从而使气体 腔16更接近环绕的壳体36时，沿喷管部62和64的横截面面积减小。通过 这样做，液体6的流速将增加，并且其静压力将减小，因此增加气体4从气 体腔16流出的流率。另一方面，当气体腔16降低并保持同样的流率时，沿 喷管部62和64的横截面面积将增加。通过这样做，液体6的流速将降低， 并且其静压力将增大，从而降低气体4从气体腔16流出的流率。在这些流 动过程中，流经喷管部分62和64的液体6的流率不变。但是，如果液体6 的流率增加，则来自气体腔16的气体4的流率也会以下述方式增加：使较 大量的气体在气体凝结器2中凝结。但是，仍然可能相应地以这个新的流体 流率升高或降低气体腔16的高度。
另外，在第二实施例中，参见图1和图4-7，气体凝结器2的设置如第 一实施例中所描述的。该壳体36的倾斜壁48和50均设置有一个垂悬片102、 104。各垂悬片102、104的上部通过各自的铰接装置106、108可转动地连 接到各自的倾斜壁48、50。铰接装置106、108连接于壳体36，位于面对气 体腔16的倾斜壁26和垂直侧壁20之间的过渡部分、以及倾斜壁28和垂直 侧壁22之间的过渡部分，参见图4和图5。同时，并且借助于压力密封连接 件，各垂悬片102、104的上部靠着其各自的倾斜壁48、50，因此只引导气 体腔16和垂悬片102、104之间的混合物92。而且，垂悬片102的下部的各 侧设置有两个支撑件110、110′，同时垂悬片104相应地设置有两个支撑件 112、112′，参见图7。支撑件110、110′的一端部可转动地连接到垂悬片 102，并且支撑件110、110′的另一端部可转动地连接到气体腔16的垂直侧 壁20。相应地，支撑件112、112′可转动地连接到垂悬片104和气体腔16 的垂直侧壁22上。与第一实施例相反，此实施例的气体凝结器2设置有两 个较小的格栅94′、96′；该格栅94′、96′设置到气体腔16上，位于垂 悬片102、104的下游侧。
在升起的位置，支撑件110、110′和支撑件112、112′指向下并且从 气体腔16向外倾斜，垂悬片102、104被放置在垂直的或者接近垂直的位置。 在实际中，气体腔16和垂悬片102、104之间的狭窄的通道包括喷管部62、 64的下游延长部或喷管延长部114和116，从而使横截面面积保持不变。为 此，两水平排8486和排84′和86′的喷嘴76已分别被放置在各自的喷管 延长部114、116的上游段，参见图4。
在较低的位置，支撑物110、110′和支撑物112、112′水平或者接近 水平地从气体腔16伸出，垂悬片102、104指向下并且相对于垂直位置向外 倾斜。从而，气体腔16与垂悬片102、104之间的距离沿着下游方向增加。 在此实施例中，这使得沿喷管部62、64以及各自喷管延长部114、116的横 截面面积变化。图5示出了喷管部62和喷管延长部114之间的一个收缩部 118、以及喷管部64和喷管延长部116之间的一个收缩部120。当气体腔16 处于较低的位置以使喷管部62、64的横截面面积保持不变，并增加沿喷管 延长部114、116的下游方向的横截面面积时，所述的铰接装置106、108 可以借助于轨道或者滑动装置(未示出)相对于壳体36的倾斜壁48、50移 动，从而使得垂悬片102和104能借助于致动器沿着倾斜壁48、50被推动。 如果需要，可以避免形成收缩部118、120。
调节/改变支撑件110、112的长度和/或通过将支撑件110、110’以及支 撑件112、112’沿着气体腔16的中心部分18放置在不同的垂直位置，明显 可以提供使用垂悬片102、104的进一步机会，以调节沿着喷管延长部114、 116的横截面面积，从而适应流经气体凝结器2的混合物92的流动过程和压 力。