本实用新型涉及蒸汽蒸馏技术，特别是涉及一种机械式蒸汽再压缩蒸馏系统。
背景技术：
传统的蒸馏设备多采用单个蒸馏塔，投资低但自动化程度低、生产效率低、蒸汽消耗高，以蒸馏酒精计，约需蒸汽1t/t成品酒精。现行的连续多塔压差蒸馏系统或蒸发与蒸馏联合系统，能耗降为单个蒸馏塔的一半，但投资成本大幅增加。CN203677978U公开了一种蒸汽压缩式酒精回收塔，蒸馏塔顶部与蒸汽压缩机进口相连，蒸汽压缩机出口与蒸馏釜内蒸发器热介质进口相连，蒸发器热介质出口与冷凝液罐相连，冷凝液罐与真空机构相连。该系统利用了压缩二次蒸汽的潜热，较单效蒸发能耗更低，但存在如下缺点：(1)蒸馏塔顶即酒精蒸汽约为78℃，而蒸馏釜内温度高于100℃，考虑到蒸发器的传热温差，二次蒸汽压缩后温度应在108℃以上，蒸汽压缩比较大，压缩机电耗较高，特别是对于沸点更低的甲醇、丙酮、四氢呋喃等更明显；(2)残液的显热基本与有机溶剂的潜热相当，残液直接排放造成热量损失严重；(3)蒸馏冷凝罐直接与真空泵相连，导致未来得及换热的二次蒸汽和冷凝液罐中挥发的酒精直接进入真空泵，造成酒精的损失。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机械式蒸汽再压缩蒸馏系统，结构简单，能耗低，减少材料损失。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种机械式蒸汽再压缩蒸馏系统，包括蒸馏机组、蒸汽压缩机、二次蒸汽冷凝及真空机组、原料预热机组和水蒸汽冷凝罐；蒸馏机组包括蒸馏釜及位于其上方的蒸馏塔；蒸汽压缩机进口与蒸馏塔相连，蒸汽压缩机出口与二次蒸汽冷凝及真空机组连接；二次蒸汽冷凝及真空机组包括相互连接的二次蒸汽一级冷凝器、二次蒸汽二级冷凝器、二级冷凝气液分离器、二次蒸汽三级冷凝器、三级冷凝气液分离器及真空泵；原料预热机组包括一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器及五级预热器，三级预热器与二次蒸汽二级冷凝器共用构成二次蒸汽二级冷凝器和原料三级预热器、四级预热器与二次蒸汽一级冷凝器共用构成二次蒸汽一级冷凝器和原料四级预热器，一级预热器及二级预热器通过料液泵与水蒸汽冷凝液罐相连，五级预热器通过冷凝液泵与水蒸汽冷凝罐。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述蒸馏塔内部设有水蒸汽加热构件，蒸馏塔出口与水蒸汽冷凝罐相连，水蒸汽冷凝罐通过冷凝液泵依次与五级预热器及二级预热器相连。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述蒸汽压缩机进口与蒸馏塔顶相连，蒸汽压缩机出口与二次蒸汽一级冷凝器和原料四级预热器连接。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述蒸馏系统包括至少六个换热器，其中二次蒸汽一级冷凝器和原料四级预热器为管程式换热器，一级预热器、二级预热器、二次蒸汽二级冷凝器和原料三级预热器、五级预热器及二次蒸汽三级冷凝器为板式换热器。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器及五级预热器的热源依次是二次蒸汽冷凝液、换热后水蒸汽冷凝液/残液、不凝性气体、压缩二次蒸汽、水蒸汽冷凝液。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述二次蒸汽一级冷凝器、二次蒸汽二级冷凝器、及二次蒸汽三级冷凝器的热源依次是三级预热后料液、二级预热后料液、工业冷却用水。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述二级冷凝气液分离器及三级冷凝气液分离器的底部出口与水蒸汽冷凝液罐相连。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述水蒸汽冷凝罐通过冷凝液泵与蒸馏塔顶部相连，形成冷凝液的部分回流回路。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述水蒸汽冷凝罐通过冷凝液泵与一级预热器的热介质进口相连。作为本实用新型较佳实施例，本实用新型所述水蒸汽冷凝罐为水蒸汽冷凝液罐与残液罐共用，所述冷凝液泵为水蒸气冷凝液泵与残液泵共用。本实用新型的工作原理在于：使用时，原料液依次通过各级预热器进入蒸馏釜，待蒸馏釜内的液位达到设定要求后，再开启水蒸汽加热；观察工作状况，至蒸馏釜内料液沸腾蒸发，蒸发出来的二次蒸汽再经蒸馏塔汽液分离，分离出来的二次蒸汽经压缩机增压升温后送到四级预热器的加热室当作加热蒸汽使用；换热后的冷凝液和富余二次蒸汽(含不凝性气体)再冷凝罐内进行固液分离，富余二次蒸汽再经二级冷凝和三级冷凝后回收热量和冷凝液，冷凝液最终经原料一级预热器预热原料并自身降温为成品；蒸发釜内加热构件的冷凝水冷凝后进入水蒸汽冷凝液罐，同时残液进入水蒸汽冷凝罐，二者最终泵入二级原料预热器回收显热。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：与单塔或多塔蒸馏相比，具有能耗低的优点；与现有机械式蒸汽再压缩蒸馏系统相比，将压缩二次蒸汽与料液在管程式换热器进行换热，压缩二次蒸汽温度高于或低于共沸点均可，在蒸馏釜中留有水蒸汽加热构件供压缩蒸汽温度低于共沸点时使用，因此，压缩机耗电做功和水蒸汽消耗可以调整，也就能保证压缩机用电和新蒸汽总能耗最低，特别适用于共沸点与残液沸点相差较大的料液蒸馏；与现有机械式蒸汽再压缩蒸馏系统相比，蒸馏釜残液出口依次与原料四级预热器、原料二级预热器相连，充分利用了残液的显热；与现有机械式蒸汽再压缩蒸馏系统相比，水蒸汽冷凝液罐通过两级换热后再与真空泵相连，收集了抽真空过程的二次蒸汽冷凝液，减少了馏液的损失，同时充分利用了二次蒸汽的潜热。附图说明图1为本实用新型的整体结构系统示意图。具体实施方式本实用新型的主旨在于克服现有技术的不足，提供一种机械式蒸汽再压缩蒸馏系统，与单塔或多塔蒸馏相比，具有能耗低、效率高的优点。下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本实用新型的技术特征及优点进行更深入的诠释。实施例1本实用新型的整体结构示意图如图1所示，一种机械式蒸汽再压缩蒸馏系统，包括蒸馏机组、蒸汽压缩机5、二次蒸汽冷凝及真空机组、原料预热机组和水蒸汽冷凝罐3；蒸馏机组包括蒸馏釜1及位于其上方的蒸馏塔2；蒸汽压缩机5进口与蒸馏塔2相连，蒸汽压缩机5出口与二次蒸汽冷凝及真空机组连接。优选地，二次蒸汽冷凝及真空机组包括二次蒸汽的三台冷凝器、两台气液分离器和一台真空泵。如图1所示，二次蒸汽冷凝及真空机组包括相互连接的二次蒸汽一级冷凝器、二次蒸汽二级冷凝器、二级冷凝气液分离器6、二次蒸汽三级冷凝器16、三级冷凝气液分离器7及真空泵8。本实用新型原料预热机组包括五台预热器。如图1所示，原料预热机组包括一级预热器11、二级预热器12、三级预热器、四级预热器及五级预热器15，三级预热器与二次蒸汽二级冷凝器共用构成二次蒸汽二级冷凝器和原料三级预热器13、四级预热器与二次蒸汽一级冷凝器共用构成二次蒸汽一级冷凝器和原料四级预热器14，一级预热器11及二级预热器12通过料液泵10与水蒸汽冷凝液罐9相连，五级预热器15通过冷凝液泵4与水蒸汽冷凝罐3。本实用新型所述蒸馏塔2内部设有水蒸汽加热构件，蒸馏塔2出口与水蒸汽冷凝罐3相连，水蒸汽冷凝罐3通过冷凝液泵4依次与五级预热器15及二级预热器12相连。本实用新型所述蒸汽压缩机5进口与蒸馏塔2顶相连，蒸汽压缩机5出口与二次蒸汽一级冷凝器和原料四级预热器14连接。优选地，本实用新型所述蒸馏系统包括至少六个换热器，其中二次蒸汽一级冷凝器和原料四级预热器14优选为管程式换热器，一级预热器11、二级预热器12、二次蒸汽二级冷凝器和原料三级预热器13、五级预热器15及二次蒸汽三级冷凝器16优选为板式换热器。但本实用新型中并不限于这两种换热器，其他能实现同样功能的换热器均在本实用新型保护范围内。本实用新型所述二次蒸汽一级冷凝器、二次蒸汽二级冷凝器、及二次蒸汽三级冷凝器16的热源依次是三级预热后料液、二级预热后料液、工业冷却用水。所述二级冷凝气液分离器6及三级冷凝气液分离器7的底部出口与水蒸汽冷凝液罐9相连，与原料换热降温后即为成品。如图1所示，本实用新型所述一级预热器11、二级预热器12、三级预热器、四级预热器及五级预热器15的热源依次是二次蒸汽冷凝液、换热后水蒸汽冷凝液/残液、不凝性气体、压缩二次蒸汽、水蒸汽冷凝液。本实用新型所述水蒸汽冷凝罐3通过冷凝液泵4与蒸馏塔2顶部相连，形成冷凝液的部分回流回路。所述水蒸汽冷凝罐3通过冷凝液泵4与一级预热器11的热介质进口相连。优选地，所述水蒸汽冷凝罐3为水蒸汽冷凝液罐与残液罐共用，所述冷凝液泵4为水蒸气冷凝液泵与残液泵共用。本实施例的原料为淡酒精废液，蒸馏过程为：淡酒精废液依次通过各级预热器进入蒸馏釜，待蒸馏釜内的液位达到设定要求后，再开启水蒸汽加热；观察工作状况，至蒸馏釜内料液沸腾蒸发，气相再经蒸馏塔与回流进一步分离，分离出来的酒精蒸汽经压缩机增压升温后送到四级预热器的加热室当作加热蒸汽使用；换热后的冷凝液和富余二次蒸汽(含不凝性气体)再冷凝罐内进行固液分离，富余二次蒸汽再经二级冷凝和三级冷凝后回收热量和冷凝液，冷凝液最终经原料一级预热器预热原料并自身降温为工业酒精；蒸发釜内加热构件的冷凝水冷凝后进入水蒸汽冷凝液罐，同时残液进入水蒸汽冷凝罐，二者最终泵入二级原料预热器回收显热。实施例2实施例2与实施例1基本相同，区别在于蒸馏釜内加热构件的出口与水蒸汽冷凝液罐相连，该系统可用于高于水沸点的有机溶剂(如二恶烷、吡啶、乙二醇一甲醚、吗啉、乙二醇一乙醚、1,2-丙二醇、二甲亚砜、乙二醇、二甘醇、甘油、离子液体等等)的脱水蒸馏。值的说明的是，经实验验证，Ni、Cu、Zn、Mn、Fe、Mg等的硫酸盐、磷酸盐等等均可采用溶析结晶法制备，同样属于本发明的保护范围。通过以上实施例中的技术方案对本实用新型进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。