424  MVR热泵蒸发浓缩-概要

背景

蒸发是指用加热方法使料液中的溶剂汽化为蒸气从料液中排出而实现料液分离的方法，料液分离的目的可能是富集溶质（即浓缩），也可能是为获取纯化溶剂（如海水淡化等），也可能是二者兼得。

所处理的料液可能是简单溶液，如盐水；也可能是复杂液体，如牛奶、果汁等，可通称为料液或物料。

蒸发处理的料液中的溶质通常为非挥发性物质，如盐、糖、牛奶中的蛋白质等；而用热法处理含挥发性溶质的料液通常称为蒸馏（精馏），如乙醇水溶液等。

蒸发节能技术

蒸发是一个耗能很高的过程，如每吨水汽化为水蒸气需要耗热2400MJ左右（约合近700度电，1度电=1kWh=3.6MJ），降低料液蒸发能耗是蒸发技术发展的重要课题。

料液中溶剂蒸发时产生的蒸气称为二次蒸气，二次蒸气中蕴含中大量潜热，充分利用二次蒸气蕴含的热能是降低蒸发能耗的基本方向。

二次蒸气热能的利用方式很多，如多效蒸发、喷射式热泵蒸发、MVR热泵蒸发等。

多效蒸发

多效蒸发的基本流程如下。

多效蒸发的基本原理是用前一个蒸发器产生的二次蒸气来加热进入后续蒸发器的料液；由于加热过程需要传热温差，多效蒸发的效数通常为2～6效，可比不回收二次蒸气潜热的简单蒸发器节能约2～6倍。

喷射式热泵蒸发

喷射式热泵蒸发的基本流程如下。

喷射式热泵蒸发的基本原理是利用喷射器回收蒸发器产生的二次蒸气，制取加热蒸气返回蒸发器用于加热料液。

喷射式热泵蒸发也可比简单蒸发器降低能耗1倍以上，且通常与多效蒸发组合应用。

MVR热泵蒸发

MVR的全称为Mechanical Vapor Recompression，即基于机械式压缩机的蒸气再压缩热泵蒸发（喷射式热泵蒸发称为热压缩热泵蒸发），其基本流程如下。

MVR热泵蒸发的基本原理是用压缩机把蒸发器产生的二次蒸气吸入并升压升温后再返回蒸发器用于加热料液。

MVR热泵蒸发器也是一种开式热泵，热泵工质即是料液中的溶剂，热泵工质不是封闭循环，而是加热料液后直接变为冷凝液排出。

MVR热泵蒸发的当量效数可达20～30效，后续篇再对其流程特性及蒸汽压缩机等详细展开。

较系统的热泵蒸发技术及设计计算可参见《热泵技术手册》第2版第14章（热泵蒸发装置设计，330～395页）。