目   录
一、 概述 1
二、 国家节能环保政策导向 1
（一）国家现行有关节能的法律、法规、政策 1
（二）国家现行减排相关法律、法规、政策 2
（三）“十二五”节能减排目标以及重点扶持节能环保产业 2
三、 MVR节能环保行业在国内的发展简介 4
四、 技术介绍 5
4.1概念引入 5
4.2MVR节能蒸发器系统特点 6
4.3 MVR技术工作原理 7
4.4节能原理及能耗分析 9

 
一、概述
MVR节能蒸发技术（mechanical vapor recompression，机械式再压缩蒸发器，以下简称MVR）简单讲就是热蒸发技术，是蒸发领域的一个新应用种类。目前在国家环保政策的高压下，因已经占领市场的多效蒸发器（单效蒸发器、釜式蒸发器等）不满足国家节能环保中长期战略，而MVR节能蒸发器完全可替代其蒸发功能，且更加利于节能和环保。并且在环保、化工、食品、制药、城市垃圾渗滤液、工业废水处理等企业的涉及蒸发应用的工艺基础段、工艺中间段和终端水处理等方面均有替代的趋势，而且日趋明显。因此，此项应用技术已经在国内全全面推广，国内蒸发市场十分广阔。亟待替换和改造的蒸发设备约有10亿吨。

二、国家节能环保政策导向
（一）国家现行有关节能的法律、法规、政策
1) 《中华人民共和国节约能源法》(修订版)
2) 《国务院关于加强节能工作的决定》(国发[2006]28号)
3) 《中国节水技术政策大纲》
4) 《中国节能技术政策大纲》
5) 《节能中长期专项规划》(发改环资[2004]2505号)
6) 《千家企业节能行动实施方案》(发改环资[2006]571号)
（二）国家现行减排相关法律、法规、政策
1) 《中华人民共和国环境影响评价法》
2) 《中华人民共和国大气污染防治法》
3) 《中华人民共和国水污染防治法》
4) 《污水综合排放标准》 (GB8978-1996)
（三）“十二五”节能减排目标以及重点扶持节能环保产业
1. “十二五”节能减排目标
国家发改委网站3月29日下午公布了2011年资源节约和环境保护主要目标：单位国内生产总值能耗比上年下降3.5%；二氧化硫、化学需氧量、氨氮和氮氧化物四项主要污染物排放量均比上年减少1.5%；万元工业增加值用水量比上年下降7%；工业固体废物综合利用率比上年提高1个百分点；城市污水处理率达到80%；城市生活垃圾无害化处理率达到74%。
根据日前公布的《十二五规划纲要》，“十二五”期间单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低16%和17%。其中降低16%的单位国内生产总值能耗将分解到各省。今日下午，发改委能源研究所专家在出席在京举行的节能减排论坛时透露，31省市的“十二五”节能目标即将公布。“参考各地区经济发展的阶段、东中西部经济发展的地区差异以及各地区“十一五”节能目标完成的情况，把31省市分为5类，设定5个节能指标。该专家透露，5个节能指标分别为降低18%、17%、16%、15%和10%。
第一类地区包括天津、上海、江苏、浙江和广东，单位GDP能耗降低率最高，为18%；第二类地区包括北京、河北、辽宁和山东，单位GDP能耗降低率为17%；第三类地区包括山西、吉林、黑龙江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、重庆、四川和陕西，单位GDP能耗降低率为16%；第四类地区包括内蒙古、广西、贵州、云南、甘肃和宁夏，单位GDP能耗降低率为15%；第五类地区包括海南、西藏、青海和新疆，其单位GDP能耗降低率为10%。
2. 十二五节能环保产业规划重点扶持六大领域
发改委会同环保部等部门编制的《节能环保产业发展规划》基本编制完成，已经上报国务院。节能环保已被列为七大战略性新兴产业之首。规划将把高效节能技术和装备、高效节能产品、节能服务产业、先进环保技术和装备、环保产品与环保服务六大领域列为重点支持对象，在财政、税收、金融等方面提供政策支持。
具体而言，在节能产业方面，一是发展高效节能技术和装备，包括锅炉窑炉、电机及拖动设备、余热余压利用装备、节能监测技术和装备，重点示范推广稀土永磁无铁芯电机、基于吸收式换热的新型热电联产集中供热技术等；二是发展高效节能产品，包括家用和商用电器、照明产品、建材产品和汽车等，重点研发和示范具有自主智能财产权的新型节能汽车及配套系统，重点推广能效等级为1、2级的高效节能产品；三是发展节能服务产业，推动节能服务公司为用能单位提供节能诊断、设计、融资、改造、运行等“一条龙”服务，以节能效益分享方式回收投资的市场化节能服务模式。
在环保产业方面，一是发展先进环保技术和装备，包括污水、垃圾处理，脱硫脱硝，高浓度有机废水治理，土壤修复，监测设备等，重点攻克膜生物反应器、反硝化除磷、湖泊蓝藻治理和污泥无害化处理技术装备等；二是发展环保产品，包括环保材料、环保药剂，重点研发和产业化示范膜材料、高性能防渗材料、脱硝催化剂、固废处理固化剂和稳定剂、持久性有机污染物替代产品等；三是发展环保服务，建立以资金融通和投入、工程设计和建设、设施运营和维护、技术咨询和人才培训等为主要内容的环保产业服务体系，加大污染治理设施特许经营实施力度。
在资源循环利用产业方面，重点发展共伴生矿产资源、大宗工业固体废物综合利用，汽车零部件及机电产品再制造，再生资源回收利用，餐厨废弃物、建筑废弃物、道路沥青和农林废弃物资源化利用，重点解决共性关键技术的示范推广。
据有关行业协会和专家测算，截至2009年底，国内节能环保产业总产值达1.71万亿元，在节能服务产业协会注册的节能服务公司500多家，城镇污水垃圾运营企业1000多家。预计2010-2015年，城镇污水垃圾、烟气脱硫脱硝设施建设投资可达6000多亿元，运营服务规模将超过6000亿元。
综上所述：节能环保行业是国家中长期、重点扶植产业。国家、地方政策导向基本完善，是未来资本投资的重点市场。MVR节能环保技术是目前国内、国际蒸发领域市场中的高科技、先进技术，其本身以节能、环保立足于市场，以技术的先进性为依托，在国家政策导向下，必将在国内蓬勃发展。
友情链接：
国家环境保护部：http://www.zhb.gov.cn/
中国环保产业协会：http://www.caepi.org.cn/
中国环境科技网：http://www.chinacses.org/
中华环保联合会：http://www.acef.com.cn/
国家发展和改革委员会：http://www.sdpc.gov.cn/

三、MVR节能环保行业在国内的发展简介
MVR蒸发器是指机械式蒸汽在压缩蒸发器，是国际上二十世纪九十年代末开发出来的新型高效蒸发设备。MVR作为一种热分离技术，主要用于蒸发浓缩，分离溶液、悬浊液、乳浊液及处理带结晶的溶液。其工作原理是蒸发产生的二次蒸汽经机械式热能压缩机作用后，使蒸汽压力、温度升高、焓值增加，返回用于蒸发器的加热热源，新鲜蒸汽仅用于补充热损失和补充出料热焓，从而大幅度减少蒸发器对外来鲜蒸汽的消耗，在系统热平衡较高的情况下，不用消耗外来鲜蒸汽，亦能达到系统热平衡。机械式蒸汽压缩机可以压缩蒸发器中产生所有蒸汽，将蒸汽压缩至蒸发器加热蒸汽所对应的蒸汽压力，仅仅需要消耗相对蒸汽中回收部分热焓值的电能，即只需消耗电能，众所周知，电是清洁能源。整套系统为封闭式系统，热交换效率极高，并且由MVR节能蒸发器蒸出的水质按照不同行业基本能够达到其中水回用标准，达到水资源最大化回收利用或者达到排放标准。
我国是产煤大国，国内一次能源的70%以上由锅炉所消耗。据相关数据显示，其中工业锅炉约有53万台，每年消耗约4.4亿吨标煤，占整个国家能源消耗的19.8%。蒸汽系统的能源使用状况也不尽如人意，整个蒸汽热力系统的利用率仅为30%左右，比发达国家低25%，凝结水回收系统设计极不合理，凝结水回收利用率不足30%，浪费大量余热和水资源，环境污染状况及其严重。
MVR节能蒸发技术在国内发展仅6年时间，正是其蓬勃发展、占领市场的时期。其市场前景是替代目前主流的多效体（单效体、釜式）等消耗生蒸汽的蒸发器，而蒸发技术广泛应用于环保、化工、制药、食品、城市垃圾渗滤液、工业废水处理等工业应用技术中，目前通过反推算得出的蒸发市场约有10亿吨，即中国目前有10亿吨蒸发设备亟待改善，如果各个企业都改用MVR蒸发设备，每年可以为国家节约1亿吨标准煤，一年减排2.7亿吨的二氧化碳。
近几年来，随着MVR节能蒸发器在大化工各个行业中的成功运行，业已被市场认可，在国家、地方节能、环保政策的引导下，其市场替代率逐步提升。近20年内必将全面替代落后的工业蒸发形式，占据主流工业蒸发市场。

四、技术介绍
4.1概念引入
4.1.1几个基本概念
蒸发：将稀溶液在沸腾状态下进行浓缩的单元操作
沸点升高： 蒸发物料是含有非挥发性溶质的溶液，由拉乌尔定律可知，在相同的温度下，溶液的蒸汽压低于纯溶剂的蒸汽压。换言之，在相同压力下，溶液的沸点高于纯溶剂的沸点。
加热蒸汽：蒸发过程所用的加热蒸汽
二次蒸汽：蒸发产生的蒸汽
4.1.2传统蒸发技术
           按操作方式：间歇式、连续式；
           按二次蒸汽的利用情况：单效蒸发、多效蒸发；
按操作压力：常压、加压、减压（真空）；
4.1.3蒸发操作的特点：
①溶液沸点升高
溶质存在，使溶液饱和蒸汽压降低，溶液沸点>相同压力下水沸点，沸点的升高造成传热温差损失的部分原因。溶液的浓度越高，这种影响也越显著。在进行蒸发设备的计算时，必须考虑溶液沸点上升的这种影响。
②物料的工艺特性
蒸发过程中，溶液某些性质随溶液浓缩而改变，如粘度、浓度、溶解度、沸点等物理变化，高温下某些物料发生分解或者变性等化学变化。在选择蒸发的方法和设备时，必须考虑物料的这些工艺特性。
4.2MVR节能蒸发器系统特点
① 清洁能源，热效率高，功耗低，无污染。
② 工业废水“零排放”达到国家排放标准。
③ 待处理物料的适应范围广。
④ 一体多效，节省制造成本。
⑤ 低温蒸发、常温蒸发（非标，非压力容器设计基础）。
⑥ 可以连续和间歇出料。
⑦ 自动化程度高、运行成本低。
⑧ 体积小，移动性强。
市场接管和替代（客户新建、改造，替代多效/单效/反应釜式蒸发器），根据采集到的工程数据，对比发现MVR节能蒸发器比传统蒸发器节能80%，同时可节约90%冷却水使用量。
各项详细对比数据如下表所示：
项目/类型 反应釜 单效蒸发器 多效蒸发器 MVR蒸发器
能耗 能耗极高，蒸发1t水大约需要1.5到2t的鲜蒸汽 能耗较高，蒸发1t水大约需要1t的鲜蒸汽 能耗较低，五效蒸发器蒸发1t水大约需要0.3t鲜蒸汽 能耗低，蒸发1t水大约需要15kw•h到55kw•h电耗
能源 鲜蒸汽 鲜蒸汽 鲜蒸汽 工业用电
运行成本 极高 高 较低 低
产品质量 产品停留时间长，质量不稳定，对产品质量影响大 产品停留时间短，温差大，对产品质量影响小 产品停留时间较长，温差较大，对产品质量影响小 产品停留时间短，低温蒸发，对产品质量影响小
控制方式 人工操作 半自动 半自动 全自动
出料方式 间断 间断 间断 连续/间断
占地面积 小 小 大 小
4.3 MVR技术工作原理
1) PFD系统流程图
 
2)  系统组成和介绍
① 预热器：很多情况待蒸发的原液在进入蒸发换热器之前的温度较低，为了充分利用系统内的热能，经常采用列管式或板式换热器对源液进行预加热。
② 蒸汽压缩机：它是MVR系统的核心部件，它通过对二次蒸汽进行压缩，提高系统内二次蒸汽的热焓，为系统连续提供蒸汽。根据原液的流量和沸点升高值等特性，可以选择罗茨或离心压缩机以及高速离心压缩机。对于沸点升高值较大的原液，压缩机可以多级串联使用。
③ 汽液分离器：它是蒸汽和浓缩液体进行分离的装置。对于有结晶的原液，可以将分离器和结晶器设计成一体，再加装强制循环泵，完成汽液分离，浓缩和结晶的功能。
④ 蒸汽换热器：预热后的源液通过进料泵将其载入蒸汽换热器与由蒸汽压缩机产生的蒸汽进行换热，使其迅速汽化蒸发。根据原液的特性（粘度，是否有结晶和结垢等）选择换热器的形式。
⑤ 控制中心：采用工控机和PLC构成MVR系列的实时监控中心。通过软件编程，实时采集各种传感器的状态信号，从而自动控制马达的转速、阀门关闭和调节、液体的流速和流量、温度和压力的控制和调节等，使系统工作达到动态平衡的状态。同时该设备还具有自动报警、自动记录参数和提供报表的各种功能。
3) 工作原理
预热阶段：
对进料液进行预热达到设定的蒸发温度，在系统启车运行后，按照预先设计的进料程序，启动进料泵。PLC通过实时采集数据，控制电机转速，实现正常运行。达到压缩机设定的启动温度时，启动压缩机。
随着料液被浓缩，浓度不断增大，PLC通过检测循环泵管道上的密度信号，当达到设定的浓度时，开启蒸发出料泵，并启动其流量自控。变频控制出料泵电机达到设定的流量出料，当分离器内的液位达到设定的液位时，同时进料切换为自控进料，开始对物料进行加热蒸发，随着物料被浓缩，达到设定蒸发温度时，结束预热流程。
蒸发（结晶）阶段：
当启车预热阶段结束后，达到系统设定蒸发温度，开始进入蒸发阶段。蒸发阶段系统处于热平衡状态，不需要补充额外的鲜蒸汽，系统本身产生的二次蒸汽经压缩机压缩增温后的热焓能够满足系统进料、出料和出冷凝水等的换热平衡。
排空、清洗流程：
系统运行一月，停机一天。进行一次排空检修。开启排料阀门，进行系统排空，清洗和养护。
4.4节能原理及能耗分析
1. 节能原理
1) 用电能加热代替鲜蒸汽加热，且低电耗
2) 蒸发产生的二次蒸汽被压缩，而且被充分利用
3) 蒸汽在系统内几乎无损失
4) 将冷凝水和浓缩液的输出热能与原液进行热交换
5) 不凝气与原液进行换热
6) 压缩机电机采用转速变频控制
2. 能耗分析
1) 现在能耗
根据“XX”提供的基础数据， 在XX地区购买一吨饱和蒸汽的价格是200元。针对“XX”的制药废水（有11度的沸点升高），对于传统蒸发器一吨饱和蒸汽约蒸发出3吨的水。在不考虑其他运行成本的情况下（耗电量），蒸发1吨水的成本约为67元。
2) MVR能耗
根据实验室提供的实验数据和MVR系统设计方案，蒸发1吨水仅耗电40度。在石家庄的电费0.65元的情况下，蒸发1吨水的成本为：40 X 0.65=26元。
3) 节能分析
根据客户提供的数据，若每天处理24 X 15吨=360吨废水(蒸发量为24 X 11.5=276吨)的指标计算，一年工作330天计算，采用传统蒸发器购买蒸汽的工艺的运行成本为：
276吨 X 67元/吨X 330天 =6102360元
若采用 MVR蒸发器的运行成本为：
276吨 X 26元/吨 X 330天 =2368080元
MVR系统与传统蒸发器比较，仅每年的设备运行成本可以节省：
6102360元-2368080元=3734280元。
根据经验，MVR蒸发器的投资一般可以在一年半到两年的时间里，利用节省的运行成本就能收回全部投资。
从上面的数据分析明显可以看到，当今在工业废水处理领域MVR蒸发器是即环保又节能的新一代高效节能蒸发器。因此该方案为客户提供了一个很好的处理制药废水的解决方案。
2.4MVR系统特点
1. 清洁能源，热效率高，功耗低，无污染。
2. 工业废水“零排放”达到国家排放标准。
3. 待处理物料的适应范围广。
4. 一体多效，节省制造成本。
5. 低温蒸发、常温蒸发（非标，非压力容器设计基础）。
6. 可以连续和间歇出料。
7. 自动化程度高、运行成本低。
8. 体积小，移动性强。