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三效蒸發器主要由相互串聯的蒸發器、冷凝器、鹽分離器以及復制設備等組成三組蒸發器，以串聯的形式組成一整套的三效蒸發系統。
需要蒸發的物料經進料泵進入一效加熱器進行加熱，然后進入蒸發室，進行蒸發，在分離器中進行氣液分離，溶液從分離器底部流入循環泵吸入口，利用循環泵送入加熱器、分離器進行循環流動與蒸發，蒸發出來的蒸汽進入冷凝器被全部冷凝。
在蒸發換熱室內，外接蒸汽液化產生汽化潛熱，對廢水進行加熱。由于蒸發換熱室內壓力較大，物料在蒸發換熱室中高于正常液體沸點壓力下加熱至過熱。加熱后的液體進入結晶蒸發室后，物料的壓力迅速下降，導致部分物料水溶液閃蒸或者沸騰。
廢水蒸發后的蒸汽進入二效蒸發器作為動力蒸發器進行加熱，未蒸發廢水和鹽分暫存在結晶蒸發室。一效、二效、三效蒸發器之間通過平衡管相通，在負壓所用下，高含鹽廢水或物料由一效向二效、三效依次流動，廢水不斷被蒸發，廢水中鹽的濃度越來越高，當廢水物料中的鹽分超過飽和狀態時，水中鹽分就會不斷地析出，進入蒸發結晶室的下部的集鹽室，整個過程周而復始，實現鹽水分離。
冷凝器鏈接有真空系統，真空系統抽掉蒸發系統內產生的未冷凝氣體，使冷凝器和蒸發器保持負壓狀態，提高蒸發系統的蒸發效率。在負壓作用下，三效蒸發器中的廢水產生的二次蒸汽自動進入冷凝器，在循環冷卻水的冷卻下，廢水物料產生的二次蒸汽迅速轉變成冷凝水。冷凝水可采用連續出水的方式，回收至回用水池。
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