近年來(lái)我國(guó)工業(yè)蓬勃發(fā)展，對(duì)水資源的消耗越來(lái)越大，生產(chǎn)過(guò)程中排放大量的高鹽廢水，其成分復(fù)雜，包括Cu2+、K+、Ca2+、Na+、Mg2+、CO32-、NO32-、Cl-、SO42-等離子，排入至環(huán)境將會(huì)對(duì)水資源造成嚴(yán)重的污染。零液排放是一種處理工業(yè)廢水的新興技術(shù)，能最大限度地減少?gòu)U物排放，回收資源，還能減輕淡水消耗對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的壓力，是一種實(shí)現(xiàn)工業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的良好途徑。零液排放流程的實(shí)際配置可以包括四個(gè)步驟：物理/化學(xué)預(yù)處理、蒸發(fā)器濃縮、結(jié)晶器形成晶體、固液分離裝置分離晶體。雖然零液排放技術(shù)能夠最大限度地減少對(duì)水源的污染并擴(kuò)大供水，但工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用由于極高的成本和巨大的能源消耗而受到限制。

基于自熱回收技術(shù)的機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)系統(tǒng)具有較高的能源效率，能夠?qū)⑴欧诺挠酂嵬耆厥赵倮?，在針?duì)不同工業(yè)廢水的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取得較高的能源效率。由于溶液的沸點(diǎn)升高會(huì)隨溶液濃度增加而增加，為保障一定的傳熱溫差，單效/級(jí)MVR系統(tǒng)運(yùn)行成本隨溶液濃度增大而增加，因此，單效/級(jí)MVR系統(tǒng)僅在濃縮溶液最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于6%的領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

多效MVR系統(tǒng)原理

溶液由離心泵泵入預(yù)熱器，溶液被冷凝水預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器內(nèi)的溶液吸熱后產(chǎn)生二次蒸汽，二次蒸汽經(jīng)過(guò)熱消除器消除過(guò)熱后進(jìn)入壓縮機(jī)，二次蒸汽升溫升壓后進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)冷凝釋放熱量，形成的冷凝水經(jīng)預(yù)熱器排出系統(tǒng)。

多效MVR蒸發(fā)器的運(yùn)行壓力逐級(jí)遞減，且多效MVR系統(tǒng)只在末級(jí)設(shè)置水蒸氣壓縮機(jī)，將末級(jí)蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次水蒸氣升溫升壓后送入第一效蒸發(fā)器。一效至五效MVR系統(tǒng)的區(qū)別僅在于蒸發(fā)器的數(shù)量不一樣。

壓縮機(jī)能耗和新鮮蒸汽消耗是決定多效MVR系統(tǒng)運(yùn)行能耗的主要因素，壓縮機(jī)的運(yùn)行功率隨著MVR系統(tǒng)效數(shù)的增加逐漸降低，但是降低的幅度逐漸減小。這是由于隨著效數(shù)的增加，多效MVR系統(tǒng)利用SHRT優(yōu)勢(shì)通過(guò)蒸發(fā)器之間的壓差蒸發(fā)出了一部分水，導(dǎo)致末級(jí)蒸發(fā)器出口的二次蒸汽量減小，雖然隨著效數(shù)的增加蒸汽壓縮的壓比會(huì)增加，但壓縮機(jī)功率還是降低。

此外，一效MVR系統(tǒng)不需要額外消耗新鮮蒸汽，多效MVR系統(tǒng)的新鮮蒸汽消耗量從二效開(kāi)始隨著效數(shù)的增加逐漸增大，但是增加幅度不大。這是由于隨著效數(shù)的增加，進(jìn)入壓縮機(jī)再壓縮的二次蒸汽流量不斷降低，壓縮機(jī)功率降低，提供給第一蒸發(fā)器的熱量逐漸降低，需新提高鮮蒸汽流量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行熱量補(bǔ)充。