闪蒸作为重要的蒸发浓缩方法及汽液分离工艺,具有汽化速率快、液体降温明显等特征,在冶金、化工、食品等相关工业领域中被广泛利用。但由于传统闪蒸工艺及现有设备的局限性,如易腐蚀和结垢、系统构成冗繁、单级闪蒸效率低等,使闪蒸技术的应用受到限制。化工过程强化为突破传统化工中的这类问题提供了指导思路和方法,将微波作为外场用于化工过程强化已发展为微波加热应用的研究热点之一。鉴于微波加热具有加热速度快、体加热、选择性加热及易控制等特点,为了提高单级闪蒸效率并促进装备的小型化,本文结合微波加热的技术优势及闪蒸过程的特点,首创地提出了利用微波强化闪蒸过程的新技术——微波强化闪蒸,设计并开发了微波强化闪蒸实验系统,理论性地分析了微波强化闪蒸过程的能量转化特征。为揭示微波强化闪蒸的过程机理,并验证该工艺及系统用于蒸发浓缩处理冶金工业废水及化工中典型的低导热、高粘度、高腐蚀性料液的性能,对应地开展了微波强化闪蒸工艺用于流态蒸发、处理含金属离子废水及湿法磷酸浓缩制备聚磷酸等方面的实验研究。具体内容如下:（1）在实验系统开发方面,采用多物理场耦合模拟软件模拟优化微波在闪蒸腔的馈入位置,以获取最优的波导位置高度。根据优化结果和参数测控位点设计对闪蒸腔进行结构设计,自制了微波强化闪蒸用闪蒸腔。结合料液预热、微波供给、真空供给、料液回收、蒸汽传输及冷凝、电气自动化及连接管线等装置及构件,开发了闪蒸腔容积为26.55 L、微波供给功率范围为0-1.5 k W、腔体背压范围为5 k Pa-1 atm的微波强化闪蒸实验系统。（2）开展微波强化闪蒸用于流态蒸发的实验,详细研究微波强化闪蒸过程中工艺参数变化对闪蒸率和蒸发量的影响,并探讨微波供给工况和常规工况中闪蒸率和蒸发量的差异。结果表明,在微波强化闪蒸过程中蒸发量随原液温度、液体流量、微波功率及多孔盘层数的增加而增加,闪蒸率随原液温度、微波功率、多孔盘层数的增加而增加,但随液体流量的增加而减小。而常规闪蒸的闪蒸率保持在稳定范围内,未随液体流量和多孔盘层数的变化而表现剧烈变化。当其他工艺参数相同时,在液体流量为10 L/h-45 L/h的范围内,微波强化闪蒸过程的闪蒸率比常规闪蒸过程增加了20.00%-161.33%。（3）基于实时测量的腔体温度和腔体压力及衍生计算的闪蒸过程特征数——NEF（Non Equilibrium Fraction,不平衡分数）和Ja（Jakob number,雅克布数）,对微波强化闪蒸用于流态蒸发时的传热传质特征开展探讨。采用GOR（Gained Output Ratio,增益输出比）、单位体积比热耗（STEC,Specific Thermal Energy Consumption）等参数对微波强化闪蒸实验系统用于流态蒸发的性能进行分析评价。通过将微波强化闪蒸过程与常规闪蒸过程进行同比,发现微波强化闪蒸过程具有更好的闪蒸完成程度、更高的汽液相间传热强度和较高GOR、较低的单位体积比热耗。结果表明,将微波直接馈入闪蒸腔内对料液进行加热,微波加热料液补充的热量起到强化料液在腔体内闪蒸或促进料液在腔体内蒸发的作用,使得闪蒸率提高和蒸发量增加。（4）开展微波强化闪蒸处理含金属离子废水的实验,探究微波功率、离子浓度、真空度等工艺条件参数变化对蒸发量和闪蒸率的影响,并分析静态条件下微波强化闪蒸的传热传质特征。结果表明,微波加热可提高料液的闪蒸速率、加深闪蒸过程的完成程度并增加闪蒸过程的传热强度。当微波功率为1.4 k W时,微波强化闪蒸同比常规闪蒸使闪蒸率增加2.51倍,料液最终温度相对升高16.4℃,腔体压力相对升高6.7 k Pa。（5）开展微波强化闪蒸浓缩聚合湿法磷酸制备聚磷酸的工艺探索试验。在不同工艺参数条件下,通过执行不同降压数值的减压操作,探索不同降压策略及过程参数条件下的聚磷酸制备效果。结果表明,在料液初始温度为150℃、料液初始体积为500 m L、降压频次为4-7次、最终目标温度为280℃、腔体减压至10 k Pa以下、微波功率为1.2 k W的工艺条件下,可将P2O5含量为60.44%的湿法磷酸缩合成为P2O5含量为80.00%以上的聚磷酸。为解决传统工艺浓缩湿法磷酸存在的腐蚀、耗时长及高能耗等问题提供了一种参考方案。