随着远海油气开发技术的不断发展,海上浮式液化天然气装置(FLNG)等生产设备的应用研究也不断深入。填料塔作为FLNG上预处理工艺核心设备,其处理效果受晃动干扰明显;填料层为塔器内气液传质关键场所,其内部液体流动行为直接影响塔器传质效率。因此,开展晃动条件下填料塔内流体流动行为规律相关研究,有助于掌握海上塔器运行效率的变化规律,提高填料塔在FLNG上的适用性。本文根据目前常用的散堆填料进行类型初选,针对较优的金属矩鞍环填料采用实验和模拟相结合的研究方式,对填料层不同截面以及不同高度的液体流动情况进行对比,分析不同工况下液流各方向速度大小、不均匀度及塔器壁流效应等指标,得到了晃动对填料层内流体力学行为的影响规律及形成原因。研究过程中,基于检测指标设计一套晃动条件下填料层液体流动行为检测实验装置,该装置能够实现不同填料层区域及高度的流场检测功能。同时,采用FLUENT软件建立了塔器填料层液体流动的数值计算模型,从微观角度分析填料层流体力学行为。通过研究分析得出:晃动条件下填料层各区域内液流分布呈现不同程度的恶化情况,且随着填料层高度的增加,恶化程度增大;填料层不同区域内靠近晃动方向中心处液体流动受晃动影响小,远离中心处受影响大;相同高度填料层内晃动条件有助于破坏塔器壁流效应的形成环境,降低塔器壁流量;晃动条件下塔器壁流效应的形成分别为:在一定高度内壁流效应逐渐凸显,壁流逐渐增大,到达特定高度值时,晃动的抑制作用开始显现,壁流效应遭到破坏,壁流逐渐降低。基于晃动条件下填料层内流体力学行为规律及影响因素,提出散堆填料结构优化,以提高散堆填料乃至填料塔在FLNG装置上的适用性,并进行适应效果验证。本文的研究内容对于掌握FLNG上散堆填料层内流体流动行为规律,提高填料的适应能力及应用范围等方面具有参考意义。