蒸馏法最简单的是只有一个蒸发器，如图3－5－1（a）所示，该种流程因为只用一个蒸发器，所以叫做单效蒸馏。单效蒸馏没有回收蒸发蒸汽里的热量，所以是不经济的。在单效蒸馏的基础上发展起来的多效蒸发蒸馏法（MED），从热量回收利用的角度来看，它是比较经济的，因为蒸发蒸汽中的热量是经过多次回收利用。图3－5－1（b）是一个三效蒸馏的原理图，并给出水温的实际数字为例子。为了避免高温所产生的水垢，所以蒸馏温度都低于100℃。进入蒸发器内的蒸汽的温度都比器内沸腾的海水温度高出几度，以保证蒸汽管和海水之间有足够的传热率。

图3－5－1 蒸馏法原理

在一效蒸发器内，用100℃蒸汽把海水加热到95℃并使之沸腾，这时必须保持器内压力为0.082MPa，同时需把蒸发的95℃蒸汽及时排出到二效蒸发器内，并用于加热二效蒸发器内的海水，二效蒸发器内的蒸汽又进入三效蒸发器内用于加热三效蒸发器内的海水。如此，二效、三效蒸发器内的蒸汽在加热海水的过程中被冷凝为淡水并产生一定的真空度，以维持淡水不断地流出。三效蒸发器内海水生成蒸汽进入冷凝器内凝结成淡水，冷凝器内真空度应小于三效蒸发器内的真空度，以保证冷凝器的淡水进到淡水管内。实际运转资料给出每吨蒸汽在单效、二效、三效蒸馏系统中生产的淡水量，分别为0.9t、1.75t、2.5t，这可以看出蒸汽热量的利用效率随着效数的增加而逐渐提高。

多效蒸发器按结构可分为垂直、水平管膜蒸发器和塔式多效蒸发器等。按运行温度可分为高温多效（112℃左右）和低温多效（70℃左右蒸发）。

多效蒸发蒸馏海水淡化法，虽使用较早，但目前存在结垢和腐蚀问题，因此市场占有率低。但由于能耗低，近几年来在结构、材料、工艺等方面正在不断地研究与改进。