本发明公开了一种基于热泵循环的分级低温蒸发浓缩碱液的装置，包括低浓度碱液蒸发器，高浓度碱液蒸发器，制冷剂储液罐，真空泵，第一热力膨胀阀，第二热力膨胀阀，制冷剂高压干式蒸发器，制冷剂低压干式蒸发器，第一盘管和风扇，第二盘管和风扇，制冷压缩机，罗茨鼓风机，冷凝水箱，冷凝水泵，浓碱液泵，液位控制阀，液位控制开关，阀门等。其中低、高浓度碱液蒸发器采用立式管壳降膜结构，分别通过调节低、高压干式蒸发器的蒸发温度来调节其管外水蒸汽的冷凝温度，达到控制低、高浓度碱液蒸发器内压力的目的，从而调节碱液蒸发温度；为了保证碱液蒸发器的吸热量与制冷剂放热量匹配，本发明采取碱液侧流量阀+变频压缩机双重控制的方法。