蒸(zheng)發(fa)是化工行(xing)業(ye)中常用的(de)(de)(de)操作之一，在當今這個能源緊缺(que)的(de)(de)(de)社會，對于蒸(zheng)發(fa)過程(cheng)節能的(de)(de)(de)研(yan)究顯(xian)得(de)尤為(wei)重(zhong)要。
蒸發(fa)裝置的(de)運行成本主要(yao)取(qu)決于(yu)能(neng)(neng)耗，在穩(wen)定(ding)的(de)操作條件下，進出系統的(de)能(neng)(neng)量一(yi)定(ding)是(shi)平衡的(de)。通(tong)過對(dui)蒸發(fa)裝置智能(neng)(neng)化熱配置，可以使系統的(de)能(neng)(neng)耗滿足用(yong)戶(hu)各自(zi)不(bu)同的(de)需(xu)求。通(tong)常采取(qu)三種基本技術來(lai)達到(dao)節(jie)能(neng)(neng)的(de)目的(de)：
多效蒸發（MEE）
熱力(li)蒸(zheng)汽再壓縮(TVR)
機械蒸汽再壓縮(suo)(MVR)
單獨采用(yong)以上一種(zhong)技術就(jiu)能大(da)大(da)降低能耗(hao)。為將投資和運(yun)行成本降到(dao)很低，經常(chang)同時采用(yong)其中的(de)兩種(zhong)。對(dui)于非(fei)常(chang)成熟的(de)蒸發裝(zhuang)置，可能使用(yong)全部(bu)的(de)三項技術。
在多效蒸(zheng)(zheng)發(fa)裝置中，由新(xin)蒸(zheng)(zheng)汽加熱(re)(re)第一效產(chan)生(sheng)的蒸(zheng)(zheng)汽不(bu)進(jin)入冷凝器，而是作為第二效的加熱(re)(re)介質得(de)以(yi)再次利用。這(zhe)樣可(ke)以(yi)將(jiang)新(xin)蒸(zheng)(zheng)汽消耗有效降低約50%。重復利(li)用此原理，可(ke)進一步降低新(xin)蒸汽消(xiao)耗(hao)。
總溫(wen)差是第一效(xiao)的(de)最大允許加(jia)熱(re)溫(wen)度和最后一效(xiao)的(de)最低沸點(dian)之差，這個溫(wen)差在(zai)其中各效(xiao)間分配，所以每效(xiao)的(de)溫(wen)差隨著(zhu)效(xiao)數(shu)增加(jia)而減(jian)少(shao)。由此，為(wei)了(le)達(da)到要求(qiu)的(de)蒸發量(liang)(liang)，各效(xiao)的(de)加(jia)熱(re)表(biao)面積須相應擴(kuo)大，但溫(wen)差較低。下圖(tu)表(biao)明隨著(zhu)蒸發裝(zhuang)置的(de)效(xiao)數(shu)增加(jia)，全部各效(xiao)的(de)總加(jia)熱(re)表(biao)面積也(ye)呈線性比例增加(jia)。因此，投資費用(yong)大幅(fu)上漲，而節(jie)省的(de)能量(liang)(liang)卻越來越少(shao)。
蒸汽消(xiao)耗（%）、總加熱面積（ΣF）和蒸發(fa)裝置效數(shu)的關系曲線(xian)圖
雙效直接加熱蒸(zheng)發器的熱流(liu)圖如下(xia)所示：
A 產品， B 殘余(yu)蒸汽(qi) ，C 濃縮液(ye) ，D 動力蒸汽 ，E 動力蒸汽冷凝(ning)水 ，F 二次蒸汽冷凝(ning)水 ，V 熱損(sun)失
熱力蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)再壓(ya)縮時，根據熱泵原理，來自(zi)沸騰室(shi)(shi)的(de)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)被壓(ya)縮到加(jia)(jia)熱室(shi)(shi)的(de)較高(gao)(gao)壓(ya)力，即能(neng)(neng)量被加(jia)(jia)到蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)上(shang)。由于(yu)與加(jia)(jia)熱室(shi)(shi)壓(ya)力相對應的(de)飽和蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)溫度更高(gao)(gao)，使得蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)能(neng)(neng)夠再用于(yu)加(jia)(jia)熱。為此(ci)采(cai)用蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)(qi)噴射(she)壓(ya)縮器。它(ta)們是根據噴射(she)泵原理來操作，沒有活(huo)動件，設計(ji)簡(jian)單而有效，并能(neng)(neng)確保(bao)很(hen)高(gao)(gao)的(de)工(gong)作可靠(kao)性(xing)。
使用一臺熱(re)力蒸汽壓縮器與增加一效(xiao)蒸發(fa)器具有相同的節省(sheng)蒸汽/節(jie)能效果。熱力蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)縮器的操(cao)作需(xu)要一定(ding)數量的新蒸(zheng)汽(qi)，即所謂(wei)的動(dong)力蒸(zheng)汽(qi)。這些(xie)動(dong)力蒸(zheng)汽(qi)須被(bei)傳(chuan)送到下一效，或者被(bei)送至冷凝器作為殘余蒸(zheng)汽(qi)。包含在殘余蒸(zheng)汽(qi)中的剩余能量大約與動(dong)力蒸(zheng)汽(qi)所提(ti)供的能量相當。
熱力蒸(zheng)汽再壓縮加熱蒸(zheng)發器的熱流圖如下所示：
A 產品(pin) B 二次蒸汽 B1 殘余蒸(zheng)汽(qi) C 濃(nong)縮液 D 動力(li)蒸汽 E 動(dong)力蒸汽冷凝水(shui) V 熱損失
機(ji)械蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)再壓(ya)縮(suo)時(shi)，通過機(ji)械驅動的(de)(de)壓(ya)縮(suo)機(ji)將蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)發器蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)出(chu)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)至較高壓(ya)力。因(yin)此再壓(ya)縮(suo)機(ji)也作(zuo)為熱(re)(re)泵來(lai)工作(zuo)，給(gei)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)增(zeng)加能量。與(yu)用循(xun)環工藝流體（即封閉系(xi)統，制冷循(xun)環）的(de)(de)壓(ya)縮(suo)熱(re)(re)泵相反，因(yin)為蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)再壓(ya)縮(suo)機(ji)是作(zuo)為開(kai)放(fang)系(xi)統來(lai)工作(zuo)，故可將其視為特殊(shu)的(de)(de)壓(ya)縮(suo)熱(re)(re)泵。在蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)壓(ya)縮(suo)和隨后的(de)(de)加熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)冷凝(ning)之后，冷凝(ning)液離開(kai)循(xun)環。加熱(re)(re)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)（熱(re)(re)的(de)(de)一側）與(yu)二次蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)（冷的(de)(de)一側）被(bei)蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)發器的(de)(de)換(huan)熱(re)(re)表面分(fen)隔(ge)開(kai)來(lai)。
開放(fang)式壓縮(suo)(suo)熱(re)泵(beng)與封(feng)閉(bi)式壓縮(suo)(suo)熱(re)泵(beng)的(de)(de)對比表明：在(zai)(zai)開放(fang)系統(tong)中(zhong)的(de)(de)蒸發器表面基(ji)本上(shang)取(qu)代了封(feng)閉(bi)系統(tong)中(zhong)工(gong)藝(yi)流體(ti)膨(peng)脹(zhang)閥的(de)(de)功能(neng)。通過使用相對少的(de)(de)能(neng)量，即在(zai)(zai)壓縮(suo)(suo)熱(re)泵(beng)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)的(de)(de)壓縮(suo)(suo)機葉輪的(de)(de)機械(xie)能(neng)，能(neng)量被加(jia)入工(gong)藝(yi)加(jia)熱(re)介質中(zhong)并進入連續循環。在(zai)(zai)此(ci)情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)，不(bu)需要一次蒸汽作(zuo)為加(jia)熱(re)介質。
機(ji)械(xie)蒸(zheng)汽再壓縮加熱(re)蒸(zheng)發(fa)器的(de)熱(re)流圖如下所示：
A 產品(pin) ，B 二次蒸汽 ，B1 殘(can)余蒸汽， C 濃縮液 ，D 電能， E 動力蒸汽冷凝水， V 熱損失(shi)
在多效熱(re)力(li)蒸汽再(zai)壓縮系統中，待釋放的冷凝熱(re)仍然很高(gao)。在多效裝(zhuang)置(zhi)中，如果有n效，冷(leng)凝熱(re)約為一(yi)次能量輸入的(de)1/n。而且，蒸(zheng)汽噴射壓縮器只能(neng)壓縮一(yi)部分(fen)的(de)(de)二(er)次(ci)蒸(zheng)汽，動力蒸(zheng)汽的(de)(de)能(neng)量須作(zuo)(zuo)為余熱釋(shi)(shi)放(fang)(fang)給冷(leng)卻水。然(ran)而，開放(fang)(fang)式壓縮熱泵(beng)原理的(de)(de)使用(yong)可以顯著減少甚至消除通過冷(leng)凝器釋(shi)(shi)放(fang)(fang)的(de)(de)熱量。為達到最終的(de)(de)熱平衡(heng)，可能(neng)需要少量的(de)(de)剩余能(neng)量或殘余蒸(zheng)汽的(de)(de)冷(leng)凝，因此允許恒(heng)定的(de)(de)壓力比和穩定的(de)(de)操作(zuo)(zuo)條件(jian)。
■ 單(dan)位能(neng)量消耗低
■ 因溫(wen)差低使產品的(de)蒸發溫(wen)和
■ 由于常用單效使產(chan)品停留時間短
■ 工藝簡單，實用性(xing)強(qiang)
■ 部分(fen)負(fu)荷(he)運(yun)轉特性優異(yi)
■ 運行成本低
本文摘(zhai)自化工707
