机械蒸汽再压缩系统的性能分析

赵远扬，刘广彬，李连生，杨启超，王 乐，唐 斌，肖 军

1 前言

机械蒸汽再压缩（MVR）系统是一种基于循环工质自身热量回收的热力系统，可用于蒸发、精馏、提纯和浓缩等多种工艺过程。

近年来，随着我国环保压力的逐渐增加，各种废水处理技术被开发并逐渐推广应用，如基于化学原理的各种污水处理技术、基于膜技术的超滤、纳滤、反渗透等技术。MVR系统作为基于物理蒸发过程的水处理方法，在高含盐废水的处理过程中具有技术优势，可用于油田污水脱盐系统等工业污水处理过程［1］。MVR系统也可用于制盐工业［2］、碱回收系统［3］和海水淡化系统［4，5］等。

同时，MVR系统作为一种节能蒸发装置，与传统多效蒸发系统比较，其节能效果显著。近年作为多效蒸发系统的替代技术被逐步应用。文献［6］研究表明在氨基酸溶液蒸发浓缩生产过程中，MVR蒸发技术比传统的三效蒸发技术每年可节省85.7%的标准煤。

MVR作为一种兼具环保和节能的技术，正逐渐被重视并应用于我国废水处理、物料浓缩结晶、低温干燥等多个应用领域。本文从MVR基本原理出发，介绍系统构成及其热力过程，研究系统各主要参数对系统性能的影响规律，分析MVR系统设计时运行参数确定、机型选择和工艺优化等。

2 系统构成及热力学原理

MVR系统的基本热力过程如图1所示。MVR系统不是一个完整的热力循环，但其基本过程与制冷循环（即逆向卡诺循环）类似，特别是与蒸汽压缩式制冷循环相似。图1（a）给出了MVR的基本热力过程，其中0-1过程与制冷循环中蒸发器的热力过程相同，1-2过程与制冷循环中压缩机的热力过程相同，2-3过程与制冷循环中冷凝器的热力过程相同。……