目 錄
一、 概述 1
二、 國家節(jié)能環(huán)保政策導向 1
（一）國家現(xiàn)行有關(guān)節(jié)能的法律、法規(guī)、政策 1
（二）國家現(xiàn)行減排相關(guān)法律、法規(guī)、政策 2
（三）“十二五”節(jié)能減排目標以及重點扶持節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè) 2
三、 MVR節(jié)能環(huán)保行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展簡介 4
四、 技術(shù)介紹 5
4.1概念引入 5
4.2MVR節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)特點 6
4.3 MVR技術(shù)工作原理 7
4.4節(jié)能原理及能耗分析 9
一、概述
MVR節(jié)能蒸發(fā)技術(shù)（mechanical vapor recompression，機械式再壓縮蒸發(fā)器，以下簡稱MVR）簡單講就是熱蒸發(fā)技術(shù)，是蒸發(fā)領(lǐng)域的一個新應(yīng)用種類。目前在國家環(huán)保政策的高壓下，因已經(jīng)占領(lǐng)市場的多效蒸發(fā)器（單效蒸發(fā)器、釜式蒸發(fā)器等）不滿足國家節(jié)能環(huán)保中長期戰(zhàn)略，而MVR節(jié)能蒸發(fā)器完全可替代其蒸發(fā)功能，且更加利于節(jié)能和環(huán)保。并且在環(huán)保、化工、食品、制藥、城市垃圾滲濾液、工業(yè)廢水處理等企業(yè)的涉及蒸發(fā)應(yīng)用的工藝基礎(chǔ)段、工藝中間段和終端水處理等方面均有替代的趨勢，而且日趨明顯。因此，此項應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)全全面推廣，國內(nèi)蒸發(fā)市場十分廣闊。亟待替換和改造的蒸發(fā)設(shè)備約有10億噸。
二、國家節(jié)能環(huán)保政策導向
（一）國家現(xiàn)行有關(guān)節(jié)能的法律、法規(guī)、政策
1) 《中華人民共和國節(jié)約能源法》(修訂版)
2) 《國務(wù)院關(guān)于加強節(jié)能工作的決定》(國發(fā)[2006]28號)
3) 《中國節(jié)水技術(shù)政策大綱》
4) 《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》
5) 《節(jié)能中長期專項規(guī)劃》(發(fā)改環(huán)資[2004]2505號)
6) 《千家企業(yè)節(jié)能行動實施方案》(發(fā)改環(huán)資[2006]571號)
（二）國家現(xiàn)行減排相關(guān)法律、法規(guī)、政策
1) 《中華人民共和國環(huán)境影響評價法》
2) 《中華人民共和國大氣污染防治法》
3) 《中華人民共和國水污染防治法》
4) 《污水綜合排放標準》 (GB8978-1996)
（三）“十二五”節(jié)能減排目標以及重點扶持節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)
1. “十二五”節(jié)能減排目標
國家發(fā)改委網(wǎng)站3月29日下午公布了2011年資源節(jié)約和環(huán)境保護主要目標：單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比上年下降3.5%；二氧化硫、化學需氧量、氨氮和氮氧化物四項主要污染物排放量均比上年減少1.5%；萬元工業(yè)增加值用水量比上年下降7%；工業(yè)固體廢物綜合利用率比上年提高1個百分點；城市污水處理率達到80%；城市生活垃圾無害化處理率達到74%。
根據(jù)日前公布的《十二五規(guī)劃綱要》，“十二五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低16%和17%。其中降低16%的單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗將分解到各省。今日下午，發(fā)改委能源研究所專家在出席在京舉行的節(jié)能減排論壇時透露，31省市的“十二五”節(jié)能目標即將公布�！皡⒖几鞯貐^(qū)經(jīng)濟發(fā)展的階段、東中西部經(jīng)濟發(fā)展的地區(qū)差異以及各地區(qū)“十一五”節(jié)能目標完成的情況，把31省市分為5類，設(shè)定5個節(jié)能指標。該專家透露，5個節(jié)能指標分別為降低18%、17%、16%、15%和10%。
第一類地區(qū)包括天津、上海、江蘇、浙江和廣東，單位GDP能耗降低率最高，為18%；第二類地區(qū)包括北京、河北、遼寧和山東，單位GDP能耗降低率為17%；第三類地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、福建、江西、河南、湖北、湖南、重慶、四川和陜西，單位GDP能耗降低率為16%；第四類地區(qū)包括內(nèi)蒙古、廣西、貴州、云南、甘肅和寧夏，單位GDP能耗降低率為15%；第五類地區(qū)包括海南、西藏、青海和新疆，其單位GDP能耗降低率為10%。
2. 十二五節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)規(guī)劃重點扶持六大領(lǐng)域
發(fā)改委會同環(huán)保部等部門編制的《節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》基本編制完成，已經(jīng)上報國務(wù)院。節(jié)能環(huán)保已被列為七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之首。規(guī)劃將把高效節(jié)能技術(shù)和裝備、高效節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)、先進環(huán)保技術(shù)和裝備、環(huán)保產(chǎn)品與環(huán)保服務(wù)六大領(lǐng)域列為重點支持對象，在財政、稅收、金融等方面提供政策支持。
具體而言，在節(jié)能產(chǎn)業(yè)方面，一是發(fā)展高效節(jié)能技術(shù)和裝備，包括鍋爐窯爐、電機及拖動設(shè)備、余熱余壓利用裝備、節(jié)能監(jiān)測技術(shù)和裝備，重點示范推廣稀土永磁無鐵芯電機、基于吸收式換熱的新型熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱技術(shù)等；二是發(fā)展高效節(jié)能產(chǎn)品，包括家用和商用電器、照明產(chǎn)品、建材產(chǎn)品和汽車等，重點研發(fā)和示范具有自主智能財產(chǎn)權(quán)的新型節(jié)能汽車及配套系統(tǒng)，重點推廣能效等級為1、2級的高效節(jié)能產(chǎn)品；三是發(fā)展節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)，推動節(jié)能服務(wù)公司為用能單位提供節(jié)能診斷、設(shè)計、融資、改造、運行等“一條龍”服務(wù)，以節(jié)能效益分享方式回收投資的市場化節(jié)能服務(wù)模式。
在環(huán)保產(chǎn)業(yè)方面，一是發(fā)展先進環(huán)保技術(shù)和裝備，包括污水、垃圾處理，脫硫脫硝，高濃度有機廢水治理，土壤修復，監(jiān)測設(shè)備等，重點攻克膜生物反應(yīng)器、反硝化除磷、湖泊藍藻治理和污泥無害化處理技術(shù)裝備等；二是發(fā)展環(huán)保產(chǎn)品，包括環(huán)保材料、環(huán)保藥劑，重點研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化示范膜材料、高性能防滲材料、脫硝催化劑、固廢處理固化劑和穩(wěn)定劑、持久性有機污染物替代產(chǎn)品等；三是發(fā)展環(huán)保服務(wù)，建立以資金融通和投入、工程設(shè)計和建設(shè)、設(shè)施運營和維護、技術(shù)咨詢和人才培訓等為主要內(nèi)容的環(huán)保產(chǎn)業(yè)服務(wù)體系，加大污染治理設(shè)施特許經(jīng)營實施力度。
在資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)方面，重點發(fā)展共伴生礦產(chǎn)資源、大宗工業(yè)固體廢物綜合利用，汽車零部件及機電產(chǎn)品再制造，再生資源回收利用，餐廚廢棄物、建筑廢棄物、道路瀝青和農(nóng)林廢棄物資源化利用，重點解決共性關(guān)鍵技術(shù)的示范推廣。
據(jù)有關(guān)行業(yè)協(xié)會和專家測算，截至2009年底，國內(nèi)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達1.71萬億元，在節(jié)能服務(wù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會注冊的節(jié)能服務(wù)公司500多家，城鎮(zhèn)污水垃圾運營企業(yè)1000多家。預計2010-2015年，城鎮(zhèn)污水垃圾、煙氣脫硫脫硝設(shè)施建設(shè)投資可達6000多億元，運營服務(wù)規(guī)模將超過6000億元。
綜上所述：節(jié)能環(huán)保行業(yè)是國家中長期、重點扶植產(chǎn)業(yè)。國家、地方政策導向基本完善，是未來資本投資的重點市場。MVR節(jié)能環(huán)保技術(shù)是目前國內(nèi)、國際蒸發(fā)領(lǐng)域市場中的高科技、先進技術(shù)，其本身以節(jié)能、環(huán)保立足于市場，以技術(shù)的先進性為依托，在國家政策導向下，必將在國內(nèi)蓬勃發(fā)展。
友情鏈接：
國家環(huán)境保護部：http://www.zhb.gov.cn/
中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會：http://www.caepi.org.cn/
中國環(huán)境科技網(wǎng)：http://www.chinacses.org/
中華環(huán)保聯(lián)合會：http://www.acef.com.cn/
國家發(fā)展和改革委員會：http://www.sdpc.gov.cn/
三、MVR節(jié)能環(huán)保行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展簡介
MVR蒸發(fā)器是指機械式蒸汽在壓縮蒸發(fā)器，是國際上二十世紀九十年代末開發(fā)出來的新型高效蒸發(fā)設(shè)備。MVR作為一種熱分離技術(shù)，主要用于蒸發(fā)濃縮，分離溶液、懸濁液、乳濁液及處理帶結(jié)晶的溶液。其工作原理是蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)機械式熱能壓縮機作用后，使蒸汽壓力、溫度升高、焓值增加，返回用于蒸發(fā)器的加熱熱源，新鮮蒸汽僅用于補充熱損失和補充出料熱焓，從而大幅度減少蒸發(fā)器對外來鮮蒸汽的消耗，在系統(tǒng)熱平衡較高的情況下，不用消耗外來鮮蒸汽，亦能達到系統(tǒng)熱平衡。機械式蒸汽壓縮機可以壓縮蒸發(fā)器中產(chǎn)生所有蒸汽，將蒸汽壓縮至蒸發(fā)器加熱蒸汽所對應(yīng)的蒸汽壓力，僅僅需要消耗相對蒸汽中回收部分熱焓值的電能，即只需消耗電能，眾所周知，電是清潔能源。整套系統(tǒng)為封閉式系統(tǒng)，熱交換效率極高，并且由MVR節(jié)能蒸發(fā)器蒸出的水質(zhì)按照不同行業(yè)基本能夠達到其中水回用標準，達到水資源最大化回收利用或者達到排放標準。
我國是產(chǎn)煤大國，國內(nèi)一次能源的70%以上由鍋爐所消耗。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，其中工業(yè)鍋爐約有53萬臺，每年消耗約4.4億噸標煤，占整個國家能源消耗的19.8%。蒸汽系統(tǒng)的能源使用狀況也不盡如人意，整個蒸汽熱力系統(tǒng)的利用率僅為30%左右，比發(fā)達國家低25%，凝結(jié)水回收系統(tǒng)設(shè)計極不合理，凝結(jié)水回收利用率不足30%，浪費大量余熱和水資源，環(huán)境污染狀況及其嚴重。
MVR節(jié)能蒸發(fā)技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展僅6年時間，正是其蓬勃發(fā)展、占領(lǐng)市場的時期。其市場前景是替代目前主流的多效體（單效體、釜式）等消耗生蒸汽的蒸發(fā)器，而蒸發(fā)技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)保、化工、制藥、食品、城市垃圾滲濾液、工業(yè)廢水處理等工業(yè)應(yīng)用技術(shù)中，目前通過反推算得出的蒸發(fā)市場約有10億噸，即中國目前有10億噸蒸發(fā)設(shè)備亟待改善，如果各個企業(yè)都改用MVR蒸發(fā)設(shè)備，每年可以為國家節(jié)約1億噸標準煤，一年減排2.7億噸的二氧化碳。
近幾年來，隨著MVR節(jié)能蒸發(fā)器在大化工各個行業(yè)中的成功運行，業(yè)已被市場認可，在國家、地方節(jié)能、環(huán)保政策的引導下，其市場替代率逐步提升。近20年內(nèi)必將全面替代落后的工業(yè)蒸發(fā)形式，占據(jù)主流工業(yè)蒸發(fā)市場。
四、技術(shù)介紹
4.1概念引入
4.1.1幾個基本概念
蒸發(fā)：將稀溶液在沸騰狀態(tài)下進行濃縮的單元操作
沸點升高： 蒸發(fā)物料是含有非揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液，由拉烏爾定律可知，在相同的溫度下，溶液的蒸汽壓低于純?nèi)軇┑恼羝麎�。換言之，在相同壓力下，溶液的沸點高于純?nèi)軇┑姆悬c。
加熱蒸汽：蒸發(fā)過程所用的加熱蒸汽
二次蒸汽：蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽
4.1.2傳統(tǒng)蒸發(fā)技術(shù)
按操作方式：間歇式、連續(xù)式；
按二次蒸汽的利用情況：單效蒸發(fā)、多效蒸發(fā)；
按操作壓力：常壓、加壓、減壓（真空）；
4.1.3蒸發(fā)操作的特點：
①溶液沸點升高
溶質(zhì)存在，使溶液飽和蒸汽壓降低，溶液沸點>相同壓力下水沸點，沸點的升高造成傳熱溫差損失的部分原因。溶液的濃度越高，這種影響也越顯著。在進行蒸發(fā)設(shè)備的計算時，必須考慮溶液沸點上升的這種影響。
②物料的工藝特性
蒸發(fā)過程中，溶液某些性質(zhì)隨溶液濃縮而改變，如粘度、濃度、溶解度、沸點等物理變化，高溫下某些物料發(fā)生分解或者變性等化學變化。在選擇蒸發(fā)的方法和設(shè)備時，必須考慮物料的這些工藝特性。
4.2MVR節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)特點
① 清潔能源，熱效率高，功耗低，無污染。
② 工業(yè)廢水“零排放”達到國家排放標準。
③ 待處理物料的適應(yīng)范圍廣。
④ 一體多效，節(jié)省制造成本。
⑤ 低溫蒸發(fā)、常溫蒸發(fā)（非標，非壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)）。
⑥ 可以連續(xù)和間歇出料。
⑦ 自動化程度高、運行成本低。
⑧ 體積小，移動性強。
市場接管和替代（客戶新建、改造，替代多效/單效/反應(yīng)釜式蒸發(fā)器），根據(jù)采集到的工程數(shù)據(jù)，對比發(fā)現(xiàn)MVR節(jié)能蒸發(fā)器比傳統(tǒng)蒸發(fā)器節(jié)能80%，同時可節(jié)約90%冷卻水使用量。
各項詳細對比數(shù)據(jù)如下表所示：
項目/類型 反應(yīng)釜 單效蒸發(fā)器 多效蒸發(fā)器 MVR蒸發(fā)器
能耗 能耗極高，蒸發(fā)1t水大約需要1.5到2t的鮮蒸汽 能耗較高，蒸發(fā)1t水大約需要1t的鮮蒸汽 能耗較低，五效蒸發(fā)器蒸發(fā)1t水大約需要0.3t鮮蒸汽 能耗低，蒸發(fā)1t水大約需要15kw•h到55kw•h電耗
能源 鮮蒸汽 鮮蒸汽 鮮蒸汽 工業(yè)用電
運行成本 極高 高 較低 低
產(chǎn)品質(zhì)量 產(chǎn)品停留時間長，質(zhì)量不穩(wěn)定，對產(chǎn)品質(zhì)量影響大 產(chǎn)品停留時間短，溫差大，對產(chǎn)品質(zhì)量影響小 產(chǎn)品停留時間較長，溫差較大，對產(chǎn)品質(zhì)量影響小 產(chǎn)品停留時間短，低溫蒸發(fā)，對產(chǎn)品質(zhì)量影響小
控制方式 人工操作 半自動 半自動 全自動
出料方式 間斷 間斷 間斷 連續(xù)/間斷
占地面積 小 小 大 小
4.3 MVR技術(shù)工作原理
1) PFD系統(tǒng)流程圖
2) 系統(tǒng)組成和介紹
① 預熱器：很多情況待蒸發(fā)的原液在進入蒸發(fā)換熱器之前的溫度較低，為了充分利用系統(tǒng)內(nèi)的熱能，經(jīng)常采用列管式或板式換熱器對源液進行預加熱。
② 蒸汽壓縮機：它是MVR系統(tǒng)的核心部件，它通過對二次蒸汽進行壓縮，提高系統(tǒng)內(nèi)二次蒸汽的熱焓，為系統(tǒng)連續(xù)提供蒸汽。根據(jù)原液的流量和沸點升高值等特性，可以選擇羅茨或離心壓縮機以及高速離心壓縮機。對于沸點升高值較大的原液，壓縮機可以多級串聯(lián)使用。
③ 汽液分離器：它是蒸汽和濃縮液體進行分離的裝置。對于有結(jié)晶的原液，可以將分離器和結(jié)晶器設(shè)計成一體，再加裝強制循環(huán)泵，完成汽液分離，濃縮和結(jié)晶的功能。
④ 蒸汽換熱器：預熱后的源液通過進料泵將其載入蒸汽換熱器與由蒸汽壓縮機產(chǎn)生的蒸汽進行換熱，使其迅速汽化蒸發(fā)。根據(jù)原液的特性（粘度，是否有結(jié)晶和結(jié)垢等）選擇換熱器的形式。
⑤ 控制中心：采用工控機和PLC構(gòu)成MVR系列的實時監(jiān)控中心。通過軟件編程，實時采集各種傳感器的狀態(tài)信號，從而自動控制馬達的轉(zhuǎn)速、閥門關(guān)閉和調(diào)節(jié)、液體的流速和流量、溫度和壓力的控制和調(diào)節(jié)等，使系統(tǒng)工作達到動態(tài)平衡的狀態(tài)。同時該設(shè)備還具有自動報警、自動記錄參數(shù)和提供報表的各種功能。
3) 工作原理
預熱階段：
對進料液進行預熱達到設(shè)定的蒸發(fā)溫度，在系統(tǒng)啟車運行后，按照預先設(shè)計的進料程序，啟動進料泵。PLC通過實時采集數(shù)據(jù)，控制電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)正常運行。達到壓縮機設(shè)定的啟動溫度時，啟動壓縮機。
隨著料液被濃縮，濃度不斷增大，PLC通過檢測循環(huán)泵管道上的密度信號，當達到設(shè)定的濃度時，開啟蒸發(fā)出料泵，并啟動其流量自控。變頻控制出料泵電機達到設(shè)定的流量出料，當分離器內(nèi)的液位達到設(shè)定的液位時，同時進料切換為自控進料，開始對物料進行加熱蒸發(fā)，隨著物料被濃縮，達到設(shè)定蒸發(fā)溫度時，結(jié)束預熱流程。
蒸發(fā)（結(jié)晶）階段：
當啟車預熱階段結(jié)束后，達到系統(tǒng)設(shè)定蒸發(fā)溫度，開始進入蒸發(fā)階段。蒸發(fā)階段系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，不需要補充額外的鮮蒸汽，系統(tǒng)本身產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮增溫后的熱焓能夠滿足系統(tǒng)進料、出料和出冷凝水等的換熱平衡。
排空、清洗流程：
系統(tǒng)運行一月，停機一天。進行一次排空檢修。開啟排料閥門，進行系統(tǒng)排空，清洗和養(yǎng)護。
4.4節(jié)能原理及能耗分析
1. 節(jié)能原理
1) 用電能加熱代替鮮蒸汽加熱，且低電耗
2) 蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽被壓縮，而且被充分利用
3) 蒸汽在系統(tǒng)內(nèi)幾乎無損失
4) 將冷凝水和濃縮液的輸出熱能與原液進行熱交換
5) 不凝氣與原液進行換熱
6) 壓縮機電機采用轉(zhuǎn)速變頻控制
2. 能耗分析
1) 現(xiàn)在能耗
根據(jù)“XX”提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)， 在XX地區(qū)購買一噸飽和蒸汽的價格是200元。針對“XX”的制藥廢水（有11度的沸點升高），對于傳統(tǒng)蒸發(fā)器一噸飽和蒸汽約蒸發(fā)出3噸的水。在不考慮其他運行成本的情況下（耗電量），蒸發(fā)1噸水的成本約為67元。
2) MVR能耗
根據(jù)實驗室提供的實驗數(shù)據(jù)和MVR系統(tǒng)設(shè)計方案，蒸發(fā)1噸水僅耗電40度。在石家莊的電費0.65元的情況下，蒸發(fā)1噸水的成本為：40 X 0.65=26元。
3) 節(jié)能分析
根據(jù)客戶提供的數(shù)據(jù)，若每天處理24 X 15噸=360噸廢水(蒸發(fā)量為24 X 11.5=276噸)的指標計算，一年工作330天計算，采用傳統(tǒng)蒸發(fā)器購買蒸汽的工藝的運行成本為：
276噸 X 67元/噸X 330天 =6102360元
若采用 MVR蒸發(fā)器的運行成本為：
276噸 X 26元/噸 X 330天 =2368080元
MVR系統(tǒng)與傳統(tǒng)蒸發(fā)器比較，僅每年的設(shè)備運行成本可以節(jié)�。�
6102360元-2368080元=3734280元。
根據(jù)經(jīng)驗，MVR蒸發(fā)器的投資一般可以在一年半到兩年的時間里，利用節(jié)省的運行成本就能收回全部投資。
從上面的數(shù)據(jù)分析明顯可以看到，當今在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域MVR蒸發(fā)器是即環(huán)保又節(jié)能的新一代高效節(jié)能蒸發(fā)器。因此該方案為客戶提供了一個很好的處理制藥廢水的解決方案。
2.4MVR系統(tǒng)特點
1. 清潔能源，熱效率高，功耗低，無污染。
2. 工業(yè)廢水“零排放”達到國家排放標準。
3. 待處理物料的適應(yīng)范圍廣。
4. 一體多效，節(jié)省制造成本。
5. 低溫蒸發(fā)、常溫蒸發(fā)（非標，非壓力容器設(shè)計基礎(chǔ)）。
6. 可以連續(xù)和間歇出料。
7. 自動化程度高、運行成本低。
8. 體積小，移動性強。
