多效蒸發將幾個蒸發器串聯運行的蒸發操作，使蒸汽熱能得到多次利用，從而提高熱能的利用率，多用於水溶液的處理。在三效蒸發操作的流程(見圖)中，第一個蒸發器(稱為第一效)以生蒸汽作為加熱蒸汽，其餘兩個(稱為第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽，從而可大幅度減少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽溫度總是低於其加熱蒸汽，故多效蒸發時各效的操作壓力及溶液沸騰溫度沿蒸汽流動方向依次降低。依據二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸發的流程可分為：①並流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通過各效。由於前效壓力高於後效，料液可借壓差流動。但末效溶液濃度高而溫度低,溶液粘度大,因此傳熱系數低。②逆流流程。溶液與二次蒸汽流動方向相反。需用泵將溶液送至壓力較高的前一效，各效溶液的濃度和溫度對粘度的影響大致抵消，各效傳熱條件基本相同。③錯流流程。二次蒸汽依次通過各效，但料液則每效單獨進出，這種流程適用於有晶體析出的料液。
在生蒸汽溫度與末效冷凝器溫度相同(即總溫度差相同)條件下，將單效蒸發改為多效蒸發時，蒸發器效數增加,生蒸汽用量減少，但總蒸發量不僅不增加,反而因溫度差損失增加而有所下降。多效蒸發節省能耗，但降低設備的生產強度，因而增加設備投資。在實際生產中，應綜合考慮能耗和設備投資，選定最佳的效數。燒堿等電解質溶液的蒸發，因其溫度差損失大，通常隻采用2～3效；食糖等非電解質溶液,溫度差損失小,可用到4～6效；海水淡化所蒸發的水量大，在采取瞭各種減少溫度差損失的措施後，可采用20～30效。
三效濃縮器在一、二效分離器內隔板隔出頂部與內腔相通的蒸汽腔，蒸汽腔底部接直管與下一級加熱器連接，為二次或三次蒸汽管。蒸汽從分離器頂部進入蒸汽腔，直接進入下一級加熱器。因蒸汽腔的橫截麵比一般蒸汽管大得多，直管通入下一級加熱器無折轉，距離近，大大降低蒸汽阻力，增加流量，提高分離效率。且因蒸汽腔是位於分離器內，減少瞭引出蒸汽的熱量損失。一效加熱器的疏水管通入分離器的冷凝室，冷凝水從其下排出，避免瞭蒸汽損失，也解決瞭疏水器的噪聲和污染。下聯管前端的清洗手孔，便於清洗加熱器底部邊角的殘留物。各分離器有獨立進料口，便於觀察和控製進料流量。三組加熱器和分離器按扇形排列佈置，縮短瞭設備總長度，便於操作。) + j; F5 `6 l [: N
多效蒸發流程是由多個蒸發器組合後的蒸發操作過程。多效蒸發時要求後效的操作壓強和溶液的沸點均較前效低，引入前效的二次蒸汽作為後效的加熱介質，即後效的加熱室成為前效二次蒸汽的冷凝器，僅第一效需要消耗生蒸汽。一般多效蒸發的末效或後幾效總是在真空下操作，由於各效（除末效外）二次蒸汽都作為下一效的加熱蒸汽，故提高瞭生蒸汽的利用率，即經濟性。需要強調的是蒸發量與傳熱量成正比，多效蒸發並沒有提高蒸發量，而隻是節約瞭加熱蒸汽，其代價是設備投資增加。在相同的操作條件下，多效蒸發器的生產能力並不比傳熱麵積與其中一個效相等的單效蒸發器的生產能力大。
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