本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多級蒸發(fā)技術(shù)，特別是一種壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的蒸發(fā)器加熱蒸汽一般由鍋爐提供，蒸發(fā)1噸水約需要1噸的蒸汽，一噸常壓蒸汽大約消耗77Kg標(biāo)準(zhǔn)煤，并排放CO₂、SO₂等有毒氣體與粉塵。

中國蒸發(fā)器市場的結(jié)構(gòu)依然是以傳統(tǒng)多效蒸發(fā)器為主的格局。其主要的原因是，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器是新技術(shù)新工藝新產(chǎn)品，國內(nèi)制造廠家工藝技術(shù)著重在傳統(tǒng)的蒸發(fā)器上，對新工藝配置的蒸汽壓縮機(jī)不了解，要配置也只能依賴進(jìn)口，而進(jìn)口的蒸汽壓縮機(jī)及機(jī)械再壓縮蒸發(fā)器的價格又十分昂貴。

目前美國泰悉爾、法國海鵬及德國德來塞有能夠滿足市場需要的羅茨蒸汽壓縮機(jī)，國內(nèi)基本處于試制價段，存在壓縮比小(1～3)，溫升低(5～20℃)的缺陷，顯然達(dá)不到較好的節(jié)能效果，主要原因在于其生產(chǎn)羅茨蒸汽壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子泵體之間密封面較窄，造成轉(zhuǎn)子進(jìn)出口壓比較小。

蒸汽壓縮機(jī)內(nèi)濃縮的汽體，具有壓縮氣體大部分是可凝性氣體、其溫度較高、溫升大、壓差大、介質(zhì)有少量弱酸或弱堿性腐蝕等特點(diǎn)，這三點(diǎn)會直接影響蒸汽壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性，目前的羅茨式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)中濃縮的汽體很易滲透到齒輪潤滑油腔內(nèi)冷凝成液體，乳化潤滑油，使?jié)櫥褪櫥δ?，?dǎo)致壓縮機(jī)無法正常運(yùn)行。

污水蒸出的水蒸汽被壓縮機(jī)壓縮后溫度會升高，在一定的功率下，水蒸汽壓縮吸收電能的溫升會超過水蒸汽壓力升高的溫升，導(dǎo)致水蒸汽壓縮過熱。由于過熱蒸汽的比熱容小，如果不將這部分過熱蒸汽消除，在蒸發(fā)器中熱量交換時會大大降低蒸發(fā)器的熱交換效率，從而影響蒸發(fā)量。一般蒸發(fā)器設(shè)計采用過熱蒸汽通過管道壁與大氣熱交換的方法，使過熱蒸汽進(jìn)了蒸發(fā)器之前變?yōu)轱柡驼羝?，這樣做會浪費(fèi)過熱蒸汽部分的熱焓。

在機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)器中污水中水份被蒸出，污水的TDS溶解性總固體即總含鹽量濃度會升高，部分鹽會析出結(jié)晶，析出的鹽會結(jié)晶在所有污水流過的管道內(nèi)，最終堵塞管道，使系統(tǒng)無法工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，通過把電能轉(zhuǎn)換成熱能的方式，經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)機(jī)械壓縮，提高二次蒸汽的壓力和飽和溫度，提高二次蒸汽的焓，減省能耗降低成本的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括原料罐、蒸發(fā)器、分離器及蒸汽壓縮機(jī)，所述原料罐的出料口通過輸送管道連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)料口，該輸送管道上設(shè)置第一輸送泵，所述蒸發(fā)器具有頂部出汽口、中部進(jìn)汽口和下部出液口，所述頂部出汽口通過輸送管道連接所述分離器的進(jìn)汽口，所述分離器具有上部出汽口和底部出液口，所述上部出汽口通過輸送管道連接所述蒸汽壓縮機(jī)的進(jìn)汽口，所述底部出液口通過輸送管道連接所述蒸發(fā)器，該輸送管道上設(shè)置第二輸送泵，所述蒸汽壓縮機(jī)的出汽口通過輸送管道連接所述蒸發(fā)器的中部進(jìn)汽口，所述蒸發(fā)器的下部出液口連接排放管道；所述蒸汽壓縮機(jī)包括機(jī)殼，所述機(jī)殼內(nèi)具有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔中設(shè)置相嚙合的定子和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的間隙為0.25～0.55mm，所述定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙為0.25～0.55mm，所述定子和轉(zhuǎn)子具有三葉扭葉型線或?qū)掿X頂型線；所述定子和轉(zhuǎn)子的中部穿設(shè)轉(zhuǎn)動軸，所述轉(zhuǎn)動軸的端部設(shè)置軸承，所述軸承的外周套接軸套，所述軸套具有雙干式密封結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動軸連接傳動齒輪，所述傳動齒輪的外周套接齒輪殼，所述齒輪殼具有雙干式密封結(jié)構(gòu)。

本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)，由于蒸汽壓縮機(jī)的抽吸作用，使蒸發(fā)器中的廢水處于一個負(fù)壓的狀態(tài)下，在低于100℃的某個溫度下維持在沸騰狀態(tài)，沸騰后的蒸汽不斷地被蒸汽壓縮機(jī)抽吸。抽吸的蒸汽經(jīng)機(jī)械式蒸汽壓縮機(jī)作用后，熱焓增加，溫度升高，升溫后的蒸汽與蒸發(fā)器內(nèi)的污水進(jìn)行熱量交換，使系統(tǒng)內(nèi)的污水溫度提升5～30℃，補(bǔ)充蒸發(fā)時帶走的熱量，維持系統(tǒng)內(nèi)的熱量平衡，保持污水持續(xù)蒸發(fā)，大幅度減低蒸發(fā)器對外來新鮮蒸汽的消耗或不用，提高了熱效率，降低了能耗，避免使用外部蒸汽和鍋爐，本蒸汽再壓縮式節(jié)能蒸發(fā)器的主要運(yùn)行費(fèi)用僅僅是驅(qū)動壓縮機(jī)的電能。由于電能是清潔能源，因此，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器真正達(dá)到了完全沒有二氧化碳“零”污染的排放。

本實(shí)用新型研發(fā)了轉(zhuǎn)子的三葉扭葉型線或?qū)掿X頂型線，加大定子和轉(zhuǎn)子的密封帶，增加壓比，進(jìn)而提高了溫升，做到更節(jié)能的目的。蒸汽壓縮機(jī)中定子與轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間互不接觸且間隙又很小，能獲得很高的壓縮比，磨擦損耗功率小，幾乎將所有的電機(jī)功率都轉(zhuǎn)化為蒸汽壓縮做功加熱上。

本實(shí)用新型中軸套采用耐磨材料，表面硬度HRC60以上，表面粗糙度0.4以上。利用雙干式密封結(jié)構(gòu)能夠有效防止?jié)饪s汽體滲入導(dǎo)致潤滑油變質(zhì)。另外確定定子與轉(zhuǎn)子之間合理的間隙，保證蒸汽壓縮機(jī)既能獲得高壓差，又不會使轉(zhuǎn)子熱脹而卡死。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述原料罐與蒸發(fā)器之間的輸送管道上還串接有預(yù)熱器，所述蒸發(fā)器的排放管道穿過所述預(yù)熱器。通過設(shè)置預(yù)熱器以對輸入的原料進(jìn)行升溫預(yù)熱，以降低原料在蒸發(fā)器中所需要升高的溫度差，既減省了能耗，又確保原料的有效升溫。還通過預(yù)熱器以利用蒸出液的余熱進(jìn)行熱交換，對輸入原料進(jìn)行預(yù)熱，以達(dá)到充分利用熱能，減少能耗的目的。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)器的底部設(shè)置排液管道，所述第二輸送泵通過輸送管道連通所述排液管道，所述排液管道的末端銜接有集液箱。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述蒸發(fā)器的排放管道的末端銜接有集水箱。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述定子和轉(zhuǎn)子的三葉扭葉型線的扭轉(zhuǎn)角度范圍是25°±5°。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述定子和轉(zhuǎn)子的寬齒頂型線的頂沿寬度范圍是8cm～15cm。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述轉(zhuǎn)子的外壁面上設(shè)置防腐層，所述機(jī)殼的內(nèi)壁面上設(shè)置防腐層。防腐層具體為鍍鎳磷防腐處理，其層厚為0.03mm。通過防腐層避免壁面被濃縮汽體中的酸堿所腐蝕。

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述蒸汽壓縮機(jī)的機(jī)殼上設(shè)置排氣口，所述排氣口的內(nèi)側(cè)設(shè)置負(fù)壓抽吸密封腔。利用負(fù)壓抽吸密封腔抽吸霧狀水滴與過熱蒸汽充分熱交換，使過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝?，避免熱量流失?/p>

在上述的壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中，所述輸送管道內(nèi)設(shè)置管道泵。利用管道泵提高管內(nèi)液汽的流速，使含結(jié)晶鹽的污水在系統(tǒng)內(nèi)以一定的線速度流量，有效防止了在管壁結(jié)晶堵塞管道。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①啟動無需消耗鮮蒸汽，或補(bǔ)充少量鮮蒸汽以維持蒸汽溫度，運(yùn)行成本主要是壓縮機(jī)的電耗，運(yùn)行費(fèi)用大大降低；②結(jié)構(gòu)簡單，簡化蒸汽管道系統(tǒng)；③公用工程配套少，比如二次蒸汽在蒸發(fā)器中直接冷凝成水，無需另設(shè)泠凝器，無需使用循環(huán)冷卻器；④啟動和運(yùn)行操作簡單、容易，占地面積小等。

附圖說明

圖1是本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中三葉扭葉型線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)中寬齒頂型線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、原料罐；2、第一輸送泵；3、預(yù)熱器；4、蒸發(fā)器；5、分離器；6、第二輸送泵；7、蒸汽壓縮機(jī)；7a、機(jī)殼；7b、定子；7c、轉(zhuǎn)子；8、集液箱；9、集水箱。

具體實(shí)施方式

以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。

如圖1、圖2和圖3所示，本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)，包括原料罐1、蒸發(fā)器4、分離器5及蒸汽壓縮機(jī)7，原料罐1的出料口通過輸送管道連接蒸發(fā)器4的進(jìn)料口，該輸送管道上設(shè)置第一輸送泵2，蒸發(fā)器4具有頂部出汽口、中部進(jìn)汽口和下部出液口，頂部出汽口通過輸送管道連接分離器5的進(jìn)汽口，分離器5具有上部出汽口和底部出液口，上部出汽口通過輸送管道連接蒸汽壓縮機(jī)7的進(jìn)汽口，底部出液口通過輸送管道連接蒸發(fā)器4，該輸送管道上設(shè)置第二輸送泵6，蒸汽壓縮機(jī)7的出汽口通過輸送管道連接蒸發(fā)器4的中部進(jìn)汽口，蒸發(fā)器4的下部出液口連接排放管道；蒸汽壓縮機(jī)7包括機(jī)殼7a，機(jī)殼7a內(nèi)具有內(nèi)腔，內(nèi)腔中設(shè)置相嚙合的定子7b和轉(zhuǎn)子7c，轉(zhuǎn)子7c與機(jī)殼7a之間的間隙為0.25～0.55mm，定子7b和轉(zhuǎn)子7c之間的間隙為0.25～0.55mm，定子7b和轉(zhuǎn)子7c具有三葉扭葉型線或?qū)掿X頂型線；定子7b和轉(zhuǎn)子7c的中部穿設(shè)轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸的端部設(shè)置軸承，軸承的外周套接軸套，軸套具有雙干式密封結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動軸連接傳動齒輪，傳動齒輪的外周套接齒輪殼，齒輪殼具有雙干式密封結(jié)構(gòu)。

本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)，由于蒸汽壓縮機(jī)7的抽吸作用，使蒸發(fā)器4中的廢水處于一個負(fù)壓的狀態(tài)下，在低于100℃的某個溫度下維持在沸騰狀態(tài)，沸騰后的蒸汽不斷地被蒸汽壓縮機(jī)7抽吸。抽吸的蒸汽經(jīng)機(jī)械式蒸汽壓縮機(jī)7作用后，熱焓增加，溫度升高，升溫后的蒸汽與蒸發(fā)器4內(nèi)的污水進(jìn)行熱量交換，使系統(tǒng)內(nèi)的污水溫度提升5～30℃，補(bǔ)充蒸發(fā)時帶走的熱量，維持系統(tǒng)內(nèi)的熱量平衡，保持污水持續(xù)蒸發(fā)，大幅度減低蒸發(fā)器4對外來新鮮蒸汽的消耗或不用，提高了熱效率，降低了能耗，避免使用外部蒸汽和鍋爐，本蒸汽再壓縮式節(jié)能蒸發(fā)器4的主要運(yùn)行費(fèi)用僅僅是驅(qū)動壓縮機(jī)的電能。由于電能是清潔能源，因此，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器4真正達(dá)到了完全沒有二氧化碳“零”污染的排放。

本實(shí)用新型研發(fā)了轉(zhuǎn)子7c的三葉扭葉型線或?qū)掿X頂型線，加大定子7b和轉(zhuǎn)子7c的密封帶，增加壓比，進(jìn)而提高了溫升，做到更節(jié)能的目的。蒸汽壓縮機(jī)7中定子7b與轉(zhuǎn)子7c間及轉(zhuǎn)子7c與機(jī)殼7a間互不接觸且間隙又很小，能獲得很高的壓縮比，磨擦損耗功率小，幾乎將所有的電機(jī)功率都轉(zhuǎn)化為蒸汽壓縮做功加熱上。

本實(shí)用新型中軸套采用耐磨材料，表面硬度HRC60以上，表面粗糙度0.4以上。利用雙干式密封結(jié)構(gòu)能夠有效防止?jié)饪s汽體滲入導(dǎo)致潤滑油變質(zhì)。另外確定定子7b與轉(zhuǎn)子7c之間合理的間隙，保證蒸汽壓縮機(jī)7既能獲得高壓差，又不會使轉(zhuǎn)子7c熱脹而卡死。

原料罐1與蒸發(fā)器4之間的輸送管道上還串接有預(yù)熱器3，蒸發(fā)器4的排放管道穿過預(yù)熱器3。通過設(shè)置預(yù)熱器3以對輸入的原料進(jìn)行升溫預(yù)熱，以降低原料在蒸發(fā)器4中所需要升高的溫度差，既減省了能耗，又確保原料的有效升溫。還通過預(yù)熱器3以利用蒸出液的余熱進(jìn)行熱交換，對輸入原料進(jìn)行預(yù)熱，以達(dá)到充分利用熱能，減少能耗的目的。

蒸發(fā)器4的底部設(shè)置排液管道，第二輸送泵6通過輸送管道連通排液管道，排液管道的末端銜接有集液箱8。

蒸發(fā)器4的排放管道的末端銜接有集水箱9。

定子7b和轉(zhuǎn)子7c的三葉扭葉型線的扭轉(zhuǎn)角度范圍是25°±5°。

定子7b和轉(zhuǎn)子7c的寬齒頂型線的頂沿寬度范圍是8cm～15cm。

轉(zhuǎn)子7c的外壁面上設(shè)置防腐層，機(jī)殼7a的內(nèi)壁面上設(shè)置防腐層。防腐層具體為鍍鎳磷防腐處理，其層厚為0.03mm。通過防腐層避免壁面被濃縮汽體中的酸堿所腐蝕。

蒸汽壓縮機(jī)7的機(jī)殼7a上設(shè)置排氣口，排氣口的內(nèi)側(cè)設(shè)置負(fù)壓抽吸密封腔。利用負(fù)壓抽吸密封腔抽吸霧狀水滴與過熱蒸汽充分熱交換，使過熱蒸汽變?yōu)轱柡驼羝苊鉄崃苛魇А?/p>

輸送管道內(nèi)設(shè)置管道泵。利用管道泵提高管內(nèi)液汽的流速，使含結(jié)晶鹽的污水在系統(tǒng)內(nèi)以一定的線速度流量，有效防止了在管壁結(jié)晶堵塞管道。

本壓縮節(jié)能蒸發(fā)器系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①啟動無需消耗鮮蒸汽，或補(bǔ)充少量鮮蒸汽以維持蒸汽溫度，運(yùn)行成本主要是壓縮機(jī)的電耗，運(yùn)行費(fèi)用大大降低；②結(jié)構(gòu)簡單，簡化蒸汽管道系統(tǒng)；③公用工程配套少，比如二次蒸汽在蒸發(fā)器4中直接冷凝成水，無需另設(shè)泠凝器，無需使用循環(huán)冷卻器；④啟動和運(yùn)行操作簡單、容易，占地面積小等。

機(jī)械式蒸汽再壓縮“MVR”蒸發(fā)器、蒸餾塔，是一種新型高效節(jié)能的蒸發(fā)設(shè)備，其原理是利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，通過把電能轉(zhuǎn)換成熱能的方式，經(jīng)過蒸汽壓縮機(jī)機(jī)械壓縮，提高二次蒸汽的壓力和飽和溫度，提高二次蒸汽的焓，被提高熱能的二次蒸汽打入蒸發(fā)室進(jìn)行加熱，達(dá)到循環(huán)利用二次蒸汽已有的熱能，從而可以不需要外部鮮蒸汽，依靠蒸發(fā)器自循環(huán)來實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)濃縮的目的，主要應(yīng)用于濃縮、蒸發(fā)、蒸餾工藝中。

MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器技術(shù)逐漸被運(yùn)用于生化、化工等行業(yè)的料液、廢水的濃縮環(huán)節(jié)，由于其節(jié)能效果顯著，在不少行業(yè)中，MVR技術(shù)已逐步取代傳統(tǒng)的蒸發(fā)技術(shù)并成為主流，為企業(yè)節(jié)省大量的投資、運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，大大降低了生產(chǎn)成本，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器蒸發(fā)1噸水，僅耗電20到80度電，相當(dāng)于50到200Kg的蒸汽，該設(shè)備是采用低溫和低壓汽蒸技術(shù)和清潔能源——“電能”，通過機(jī)械壓縮做功傳化為熱能，產(chǎn)生蒸汽，將媒介中的水分分離出來。

MVR技術(shù)在制堿行業(yè)工藝中降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，采用MVR技術(shù)蒸發(fā)濃縮在年產(chǎn)15萬噸的規(guī)模下可節(jié)約2千多萬元，能源和原料消耗量大幅降低。

蒸發(fā)濃縮是發(fā)酵行業(yè)必不可少的工藝環(huán)節(jié)，有資料表明，MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器技術(shù)代替四效蒸發(fā)器，可減少熱源消耗，省去冷卻系統(tǒng)，節(jié)約標(biāo)煤78％以上。

在現(xiàn)代工業(yè)廢水如脫硫廢水、硫酸銨廢水、制漿廢水、氯化銨廢水等處理中MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器技術(shù)比傳統(tǒng)的反滲透法、多級閃蒸、多效蒸發(fā)等更具有效率高、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。

另外在金屬材料的制造和食品的加工等過程中，都迫切需求節(jié)能高效的MVR強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器技術(shù)。

國內(nèi)目前有幾十億噸傳統(tǒng)蒸發(fā)設(shè)備亟待改善，如果采用先進(jìn)的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)設(shè)備，每年可以節(jié)約近十億噸的標(biāo)準(zhǔn)煤，減排近幾億噸的二氧化碳和二氧化硫。根據(jù)國內(nèi)研究蒸發(fā)器市場的專家統(tǒng)計和預(yù)測，在未來五年的時間里，強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器將以每年約為20％的速度增長，逐步取代傳統(tǒng)的蒸發(fā)器。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的研究開發(fā)與生產(chǎn)對環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮巨大的作用，前景十分廣闊，社會效益和經(jīng)濟(jì)利益顯著。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了原料罐1；第一輸送泵2；預(yù)熱器3；蒸發(fā)器4；分離器5；第二輸送泵6；蒸汽壓縮機(jī)7；機(jī)殼7a；定子7b；轉(zhuǎn)子7c；集液箱8；集水箱9等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。