Абсорбция осуществляется в массообменных аппаратах, в которых абсорбент и абсорбат приводят в тесный контакт.
Основные типы абсорберов по конструктивным принципам следующие:
- поверхностные,
- барботажные (колокольные и тарелочные),
- пленочные (каскадные, трубчатые, насадочные),
- механические,
- распылительные.
В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа (барботаж) осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками в виде горизонтальных перегородок.
Эти абсорберы обладают хорошим контактом между фазами, могут работать при любом, в том числе при низком, расходе жидкости, отводить тепло, пригодны дня работы с загрязненными средами. Основные недостатки – сложность конструкции и высокое гидравлическое сопротивление (используются при абсорбции с повышенным давлением).
Тарелочные абсорберы подразделяют на колпачковые, ситчатые и решетчатые. Тарелочные абсорберы представляют собой вертикальные колонны, разделенные по высоте рядом тарелок. На них создается определенный по высоте уровень абсорбента, перетекающего вниз с тарелки на тарелку. Через колпачки решетки или сита сквозь слой абсорбената барботируется газ, содержащий выделяемый продукт. Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили насадочные и тарелочные абсорберы.
Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насадкой – твердыми телами разной формы. Наиболее распространены насадки в виде тонкостенных колец из антикоррозийных материалов (керамика, фарфор), реже из стали или ряда решеток из досок. В качестве насадок применяют также кокс и дробленый кварц (размер кусочков от 25 до 100 мм).
Насадочные колонны являются наиболее распространенным типом абсорбера. Они просты в изготовлении, но малопригодны при работе с загрязненными жидкостями, так как не достигается полная смачиваемость насадки и недостаточен отвод тепла. В абсорберах с псевдоожиженным (кипящим) слоем рабочий процесс значительно интенсифицируется.
Абсорбер с листовой насадкой (пластинчатый) представляет колонну с насадкой в виде листов твердого материала (дерево, металл, пластмассы и др.) или туго натянутые полотнища ткани. Жидкость подается на абсорбцию через патрубок и распределительное устройство, которое обеспечивает равномерное смачивание и орошение всех листов насадки.
Газ поступает в нижнюю часть колонны и направляется вверх. Аппараты этого типа пригодны для использования при незначительном тепловом эффекте растворения газа, так как удаление тепла происходит только за счет теплоотдачи в окружающую среду.