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干燥是一种传统的高能耗工艺，目前，市场上主流的热空气干燥以及真空干燥都存在热效率低下的问题，尤其是热敏性物料，温度过高会导致物料产生热解、燃烧等现象。所以随着世界能源危机问题的日益显著，设计开发新型低能耗的低温干燥系统迫在眉睫。本文以机械蒸汽再压缩（MVR）技术为背景，设计出了两种低温干燥系统，并且运用ASPENPLUS软件对设计方案进行了工艺流程模拟。计算结果表明，经夹点技术优化的基于机械蒸汽再压缩技术的低温干燥系统能耗为19.57kW，仅为常规低温干燥系统的7.7%，而带空气循环的MVR低温干燥系统的能耗最低为18.55kW，为常规低温干燥系统的7.3%。但带空气循环的MVR低温干燥系统复杂程度高于MVR低温干燥系统。通过对基于机械蒸汽再压缩技术的低温干燥系统和带空气循环的MVR低温干燥系统的热经济性分析发现两者都在Δ Tmin=15~20K时，系统总费用最低，为系统最低温差Δ Tmin最佳设计区间，为以后低温干燥系统ΔT min值设计提供经验值。此外，针对带空气循环的MVR低温干燥系统中空气循环分析发现，当空气流量为1300kg/h时，系统总能耗最小。此后，系统能耗逐渐增加。与此同时，随着风机压比逐渐增大，系统总能耗先逐渐减小后又逐渐增大，故系统风机压比也存在一个极值，此点系统总能耗最小。经计算得风机压比接近2.0时系统总能耗最小。另外，通过对两套设计方案的比较，结果发现，随着蒸发温度的不断升高，两种系统的总能耗也随之增大，而且MVR低温干燥系统的总能耗总是大于带空气循环的MVR低温干燥系统的总能耗。MVR低温干燥系统蒸汽压缩机压比在2.6时总能耗达到最小，而带空气循环的MVR低温干燥系统在压缩机压比为2.0时，系统总能耗达到最小。还分析了两种系统在不同最低温差下的节能比以及费用比，发现最低温差ΔT m′in<20K时带空气循环的MVR低温干燥系统的节能性高于MVR低温干燥系统。建立系统各个主要部件的火用模型，展开对系统的火用分析，分析出系统的主要损失部件，研究了不同蒸发温度与最低温差对系统火用效率的影响。分析结果显示，加热器、干燥器和蒸汽压缩机的火用损失最大，占MVR低温干燥系统总火用损94.6%和带空气循环的MVR低温干燥系统74.8%。随着蒸发温度的升高，系统火用效率越低；MVR低温干燥系统和带空气循环的MVR低温干燥系统火用效率也随着最低温差的增大而减小。最后，本文介绍了火积理论原理，对其优化原则进行了简化，并建立了系统火积耗散模型，分析结果显示，干燥器占系统火积耗散最大。降低系统最低温差以及增加产品最终含水率可降低系统火积耗散。