图 1。1 甘蔗糖厂制糖流程

1。2 MVR 技术

1。2。1 MVR 技术原理

机械蒸汽再压缩系统的根本理论是气体的波义耳定律，即低压的二次蒸汽经过 压缩机压缩后气体的温度会升高，从而低温、低压的低品质蒸汽转变为高温高压 的高品质蒸汽，进而作为热源加热需要被蒸发的原液，使得原液升温蒸发，而原 液产生的二次蒸汽重新经过压缩机压缩，重复上述过程，从而实现蒸汽的循环回 收利用，提高能量利用率[4]。

MVR 的流程图[5]如图 1。2 所示：当系统开始运行时，电加热器开始工作消耗 电能并向系统提供生蒸汽，生蒸汽进入蒸发器后对进入蒸发器的原液进行加热使 原液蒸发产生二次蒸汽，二次蒸汽流经压缩机，此时压缩机开始对二次蒸汽做功 从而将其压缩，提高二次蒸汽的温度和压力，升温后的二次蒸汽返回蒸发器冷凝 放热，加热原液，从而进行循环。MVR 系统除了开车启动外，正常运行中整个 蒸发过程不许要生蒸汽，其能量利用率相当于多效蒸发的 20 效[6,7]。

图 1。2 MVR 生产工艺流程[5]

MVR 系统的主要组成部分有蒸发器、分离器、压缩机、循环泵等。MVR 蒸 发器和普通的单效降膜蒸发器或者多效降膜蒸发器不同，其为单体的蒸发器，集 多效蒸发器于一身，但是通常根据所需要的实际情况也可以采用分段式蒸发。

除了效率高之外，MVR 还具有操作简单、对液料预处理要求低、无需冷凝器 和启动蒸汽、寿命长等优势[8]。Faisal[9]等将蒸汽热力压缩（TVR）、机械蒸汽再 压缩（MVR）、吸收蒸汽压缩和吸附蒸汽压缩这四种压缩方式进行了比较，得 出的结论是机械蒸汽再压缩系统在耗能上相较于其他的蒸发方式具有明显的优 势。

1。2。2 MVR 技术研究现状

1。2。3 MVR 技术应用情况

机械蒸汽再压缩技术事实上早在 1834 年就有人提出了 MVR 热泵的构想， 并且瑞士苏尔泰公司在二十世纪初就开发出了一套用于工业应用的机械蒸汽再 压缩系统[16]。在我国，MVR 技术的应用事实上不如国外[17,18]，还处于基本的研 发阶段[19]，并没有大规模的应用。

目前 MVR 技术在海水脱盐，工业废水回收等领域有着广泛的研究，尤其是 在海水脱盐领域已经应用到工业生产之中[20,21]。 海水淡化的主要方式有方法法、 蒸馏法等十几种方式[22]，蒸馏法主要有多效蒸发(MED)，多级闪蒸(MSF)，压汽蒸馏（VC）等，相应的膜法有反渗透法（RO）等[23]。目前这几种方式已在海水 淡化领域有着大规模的应用，但是由于设备复杂，运行成本高等影响，这些年机 械蒸汽再压缩系统开始在海水淡化行业兴起。

在生物产品处理这块，机械蒸汽再压缩系统由于蒸发温度低，使得其应用更 加广泛。诸如在食品工业[24]，像甘露醇的生产[25]，中药的生产[26]等有着多效蒸 发无法替代的优势。在浓缩蔗糖这一领域有学者进行的研究，但是由于多效蒸发 系统应用时间较久，技术上也更加的成熟，因而我国大部分的糖厂采用的还是多 效蒸发技术。

机械蒸汽再压缩系统和多效蒸发系统各有利弊[27]，整体而言，机械蒸汽再压 缩系统具有较高的效率。高丽丽[28]等人的结果表明，MVR 蒸发装所需热量仅为 三效蒸发的 24%。但是 MVR 固定投资费用比传统的蒸汽加热式蒸发装置系统要 高[29]。因而实际的使用还需要对成本进行相应的评估。