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机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recompression,MVR)是一种高效的蒸发节能,该方法以压缩机消耗的电能替代生蒸汽,全部回收利用了蒸发过程中二次蒸汽的潜热,实现对自身能量的循环利用,从而降低蒸发浓缩过程能耗。本文针对高沸点升溶液蒸发浓缩过程,基于蒸汽压缩机实际工作能力,以降低过程能耗为目的,提出了适用于高沸点升溶液的分级压缩MVR蒸发系统,并对该系统进行热力学分析;在此基础上对整个系统进行优化,寻找最佳操作工况,并对整个系统进行综合性能评价;最后设计了分级压缩MVR蒸发系统实验装置。通过分析高沸点升溶液蒸发浓缩过程的特点,建立的适用于高沸点升溶液的分级压缩MVR蒸发系统主要设备的计算模型,借助化工过程稳态模拟软件Aspen构建了系统模型,并用中试实验数据对该系统加以验证。以多级MVR蒸发系统作为参比方案,获得两系统的热力学性能参数,本文所提出的分级压缩MVR蒸发系统性能和节能效率均有明显提高,在压缩机压缩比为2.0,一级排出液质量浓度为0.23的工况下,与多级压缩MVR蒸发系统相比,分级压缩MVR蒸发系统可节约47.83%的系统能耗和28.75%的设备成本。同时考察蒸汽压缩机压缩比、一级排出液浓度等运行参数对分级压缩MVR蒸发系统的影响。基于对分级压缩MVR蒸发系统的模拟过程,建立考虑溶液实际成分影响的分级压缩MVR蒸发系统的?模型,并获取了分级压缩MVR蒸发系统的?损失分布状态,以及系统运行参数如蒸汽压缩机的压缩比、一级排出液浓度等对系统?效率的影响。结果表明,分级压缩MVR蒸发系统的?效率约为7.95%,一级蒸汽压缩机及蒸发器是系统?损失的主要环节,分别占系统总?损失的26.7%和68.96%。最后设计出适用于高沸点升溶液蒸发浓缩过程的分级压缩MVR蒸发系统实验装置,蒸汽压缩机采用罗茨式蒸汽压缩机,蒸发器采用降膜式蒸发器。本文基于蒸汽压缩机实际工作能力所提出的分级压缩MVR蒸发系统,适用于处理高沸点升溶液的蒸发、浓缩、结晶过程,扩大了MVR在蒸发领域的应用范围,为降低蒸发过程单位能耗提供了一种思路和方法,所获得分级压缩MVR蒸发系统的热力学性能参数,对分级压缩MVR蒸发系统的工程应用提供理论参考。