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    據(jù)統(tǒng)計，2017年全球工業(yè)廢水處理行業(yè)市場規(guī)模約為3680億元，龐大的工業(yè)廢水處理市場促使眾多處理技術(shù)得到發(fā)展，其中蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在對工業(yè)廢水進(jìn)行深度處理的同時能夠回收得到工業(yè)生產(chǎn)用的原材料，實現(xiàn)了廢水資源化利用。對高效且節(jié)能的廢水蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù)進(jìn)行分析研究，能夠帶來明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

    利用蒸發(fā)法處理工業(yè)廢水，能夠?qū)崿F(xiàn)廢水的資源化利用。針對不同類型蒸發(fā)器適用范圍受限問題，將降膜式蒸發(fā)器與強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器聯(lián)用，提出了機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）并聯(lián)雙效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。首先設(shè)計了系統(tǒng)的工藝循環(huán)流程并建立數(shù)學(xué)模型，對該系統(tǒng)及其設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量和能量衡算，并對模型的可行性進(jìn)行核算。

    隨后建立系統(tǒng)性能的?分析模型，對常壓下質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫酸鈉溶液蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)行實例計算，并將其與傳統(tǒng)三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行比較。通過綜合能量分析與?分析，MVR并聯(lián)雙效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的節(jié)能程度更大，其效能系數(shù)（COP）值為21.4，相同工況下高于傳統(tǒng)三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)82.2%，而單位能耗僅為傳統(tǒng)三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的17.6%；其?效率高于傳統(tǒng)三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)51.5%，?損失則低于傳統(tǒng)三效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)24.7%，這表明MVR并聯(lián)雙效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)熱力學(xué)完善程度更高，在節(jié)能方面有較大的推廣應(yīng)用潛力。

    機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）技術(shù)通過消耗少量電能，最大程度回收利用二次蒸汽的熱量，高效且節(jié)能，是目前最先進(jìn)的蒸發(fā)濃縮技術(shù)之一。單效MVR系統(tǒng)是基于MVR技術(shù)的系統(tǒng)中形式最簡單的，其在海水淡化領(lǐng)域得到廣泛研究與應(yīng)用，部分研究也針對其他含鹽溶液，以硫酸鈉溶液為工質(zhì)對提出的單效MVR降膜蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)進(jìn)行了理論研究，在此基礎(chǔ)上加以實驗驗證，與常規(guī)單效蒸發(fā)系統(tǒng)相比節(jié)能節(jié)水效果明顯；針對高濃度氯化鈉溶液提出噴氣增焓型單級MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，研究了系統(tǒng)運(yùn)行性能，有較高的效能系數(shù)（COP）值；Ai 等針對空調(diào)行業(yè)防凍液（氯化鈉溶液）再生處理，經(jīng)理論與實驗分析證明MVR系統(tǒng)與傳統(tǒng)單效和三效蒸發(fā)系統(tǒng)相比的節(jié)能率大幅提高。

    為進(jìn)一步提高節(jié)能效果，將MVR技術(shù)與傳統(tǒng)多效蒸發(fā)工藝相結(jié)合的處理系統(tǒng)被提出，將MVR技術(shù)與多效蒸發(fā)結(jié)合進(jìn)行海水淡化處理，通過計算?和熱經(jīng)濟(jì)學(xué)模型分析系統(tǒng)性能，對比得到兩效時系統(tǒng)性能最優(yōu)；在此基礎(chǔ)上對降膜蒸發(fā)器進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計并將泵的功耗考慮在內(nèi)建立同一系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，分析了效數(shù)對系統(tǒng)性能的影響；提出多效蒸發(fā)與MVR技術(shù)結(jié)合的廢堿液回收系統(tǒng)，計算了不同效數(shù)下系統(tǒng)的熱力性能并與蒸汽動力壓縮式（TVR）系統(tǒng)進(jìn)行對比，MVR系統(tǒng)的理論COP值均高于20；設(shè)計了夾套式MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，實驗表明兩臺蒸發(fā)器在少量補(bǔ)熱的情況下同時使用，節(jié)能效果十分顯著。

    對以MVR技術(shù)為支撐的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的研究，但將濃縮后的結(jié)晶過程與蒸發(fā)過程作為整體的研究較少，在結(jié)合傳統(tǒng)閃蒸結(jié)晶方面，針對硫酸氨溶液將MVR技術(shù)與多效閃蒸結(jié)合設(shè)計了兩效MVR蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，通過系統(tǒng)模擬及工廠實際數(shù)據(jù)驗證證明其性能比單級MVR系統(tǒng)及三效蒸發(fā)系統(tǒng)更好。

    在結(jié)合多效蒸發(fā)方面，大多研究系統(tǒng)中只涉及一種類型蒸發(fā)器，以降膜蒸發(fā)器居多，其傳熱溫差較大、蒸汽耗量低，可用于蒸發(fā)高濃度溶液，但不適用于易結(jié)晶的物料，而強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器可以彌補(bǔ)降膜蒸發(fā)器的短板，在借助外力提供動力的條件下適用于鹽等其他結(jié)晶物質(zhì)。除蒸發(fā)器類型外，蒸發(fā)器的連接方式多為串聯(lián)且目標(biāo)系統(tǒng)規(guī)模較小，并聯(lián)方式和大規(guī)模生產(chǎn)系統(tǒng)鮮少研究；對于采用MVR技術(shù)處理工業(yè)廢水，系統(tǒng)復(fù)雜且生產(chǎn)處理規(guī)模較大，不同的系統(tǒng)組成和流程也是系統(tǒng)本身的特點。

    能量分析是評價系統(tǒng)性能的基本方法，而在熱力學(xué)第二定律的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展起來的?分析法，能夠量化系統(tǒng)或設(shè)備不可逆損失的大小，是評價系統(tǒng)節(jié)能、熱力學(xué)完善程度的有力工具?，F(xiàn)有對MVR技術(shù)進(jìn)行?分析的研究，多集中在可以看作理想溶液的海水等低濃度物料上，對溶質(zhì)含量較高的實際廢水溶液的研究相對較少。