蒸发、蒸馏、蒸发结晶、蒸发干燥装置都是高能耗的。因此这装置的操作成本主要取决于能耗。
因此比能耗的降低和优化是首要的。有三种主要的技术实现比能耗的最小化,可单独应用,也可联合应用:
1.多效布置 2.热力蒸汽再压缩 3.机械蒸汽再压缩
关于机械蒸汽再压缩
机械蒸汽再压缩时,通过机械驱动的压缩机将蒸发器蒸出的蒸汽压缩至较高压力。因此再压缩机也作为热泵来工作,给蒸汽能量。
与用循环工艺流体(即封闭系统,制冷循环)的压缩热泵相反,因为蒸汽再压缩机是作为开放系统来工作,故可将其视为特殊的压缩热泵。
在蒸汽压缩和随后的回热蒸汽冷凝之后,冷凝液离开循环。加热蒸汽(热的一侧)与二次蒸汽(冷的一侧)被蒸发器的换热表面分隔开来。
开放式压缩热泵与封闭式压缩热泵的对比表明:在开放系统中的蒸发器表面基本上取代了封闭系统中工艺液体膨胀阀的功能。
在多效热力蒸汽再压缩系统中,待释放的冷凝热仍然很高。在多效装置中,如果有N效,冷凝器热约为一次能量输入的1/N。而且,蒸汽喷射压缩器只能压缩一部分的二次蒸汽,动力蒸汽的能量必须作为余热释放给冷却水。然而,开放式压缩热泵原理的使用可以显著减少甚至消除通过冷凝器释放的热量。
为达到最终的热平衡,可能需要少量的剩余能量或残余蒸汽冷凝,因此允许恒定的压力和稳定的操作条件。