多效蒸发系由单效蒸发组成的系统，即将前一个蒸发器蒸发出来的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽并在下一蒸发器中凝为蒸馏水，如此依次进行。每一个蒸发器及其过程称为一效。这样就可形成双效、三效和多效等。至于原料水则可以有多种方式进入系统，有逆流，平流（分别进入各效）、并流（从第一效进入）和逆流预热并流进料等。在大型脱盐装置中多用后一种进料方式，其他进料方式多在化工蒸发中采用。多效蒸发过程在海水淡化和大中型热电厂锅炉供水方面都有采用。

各效的压力温度从左到右依次降低。从冷凝器后分流出来的原料海水经过预处理后，由泵G1依次送入预热器En、En-1、。。。、E3、E2、E1、进行预热，然后进入第一效蒸发器D1的顶部，并按要求分配到传热管的内壁，管外为加热蒸汽。蒸发出来的二次蒸汽同下降的盐水在分离室中实现汽液分离，二次蒸汽经过除沫器后引至下一效加热。剩下的盐水则因两效间的压差作用而流入下一效蒸发器D2。从第二效起各效都有盐水循环泵G7、G8、。。。、Gn+4、Gn+5，将盐水分别打到蒸发器顶部进行分布和蒸发。如此进行直到末效Dn。各效所生成的蒸馏水也沿压力 温度降低的方向流经各效管间，同时回收其热量，直到最后的冷凝器K，形成产品淡水抽出。最后的浓盐水从末端Dn的底部排出。

多效蒸发与单效蒸发相比，热能得以重复利用，造水比几乎按效数成倍增加，但单产设备费亦随效数的增加而逐渐升高，故不能一味地增加效数。

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