本实用新型属于机械技术领域，涉及一种多级蒸发技术，特别是一种高效节能蒸发器装置。
背景技术：
传统的蒸发器加热蒸汽一般由锅炉提供，蒸发1吨水约需要1吨的蒸汽，一吨常压蒸汽大约消耗77Kg标准煤，并排放CO2、SO2等有毒气体与粉尘。
中国蒸发器市场的结构依然是以传统多效蒸发器为主的格局。其主要的原因是，强制循环蒸发器是新技术新工艺新产品，国内制造厂家工艺技术着重在传统的蒸发器上，对新工艺配置的蒸汽压缩机不了解，要配置也只能依赖进口，而进口的蒸汽压缩机及机械再压缩蒸发器的价格又十分昂贵。
目前美国泰悉尔、法国海鹏及德国德来塞有能够满足市场需要的罗茨蒸汽压缩机，国内基本处于试制价段，存在压缩比小(1～3)，温升低(5～20℃)的缺陷，显然达不到较好的节能效果，主要原因在于其生产罗茨蒸汽压缩机转子与转子之间及转子泵体之间密封面较窄，造成转子进出口压比较小。
蒸汽压缩机内浓缩的汽体，具有压缩气体大部分是可凝性气体、其温度较高、温升大、压差大、介质有少量弱酸或弱碱性腐蚀等特点，这三点会直接影响蒸汽压缩机运行的可靠性，目前的罗茨式压缩机结构中浓缩的汽体很易渗透到齿轮润滑油腔内冷凝成液体，乳化润滑油，使润滑油失去润滑功能，导致压缩机无法正常运行。
污水蒸出的水蒸汽被压缩机压缩后温度会升高，在一定的功率下，水蒸汽压缩吸收电能的温升会超过水蒸汽压力升高的温升，导致水蒸汽压缩过热。由于过热蒸汽的比热容小，如果不将这部分过热蒸汽消除，在蒸发器中热量交换时会大大降低蒸发器的热交换效率，从而影响蒸发量。一般蒸发器设计采用过热蒸汽通过管道壁与大气热交换的方法，使过热蒸汽进了蒸发器之前变为饱和蒸汽，这样做会浪费过热蒸汽部分的热焓。
在机械蒸汽再压缩蒸发器中污水中水份被蒸出，污水的TDS溶解性总固体即总含盐量浓度会升高，部分盐会析出结晶，析出的盐会结晶在所有污水流过的管道内，最终堵塞管道，使系统无法工作。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，通过把电能转换成热能的方式，经过蒸汽压缩机机械压缩，提高二次蒸汽的压力和饱和温度，提高二次蒸汽的焓，减省能耗降低成本的高效节能蒸发器装置。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：高效节能蒸发器装置，包括原料罐、蒸发器、分离器及蒸汽压缩机，所述原料罐的出料口通过输送管道连接所述蒸发器的进料口，该输送管道上设置第一输送泵，所述蒸发器具有顶部出汽口、中部进汽口和下部出液口，所述顶部出汽口通过输送管道连接所述分离器的进汽口，所述分离器具有上部出汽口和底部出液口，所述上部出汽口通过输送管道连接所述蒸汽压缩机的进汽口，所述底部出液口通过输送管道连接所述蒸发器，该输送管道上设置第二输送泵，所述蒸汽压缩机的出汽口通过输送管道连接所述蒸发器的中部进汽口，所述蒸发器的下部出液口连接排放管道；所述蒸汽压缩机包括机壳，所述机壳内具有内腔，所述内腔中设置相啮合的定子和转子，所述定子和转子的中部穿设转动轴，所述转动轴的端部设置轴承，所述轴承的外周套接轴套，所述轴套具有双干式密封结构，所述转动轴连接传动齿轮，所述传动齿轮的外周套接齿轮壳，所述齿轮壳具有双干式密封结构。
本高效节能蒸发器装置，由于蒸汽压缩机的抽吸作用，使蒸发器中的废水处于一个负压的状态下，在低于100℃的某个温度下维持在沸腾状态，沸腾后的蒸汽不断地被蒸汽压缩机抽吸。抽吸的蒸汽经机械式蒸汽压缩机作用后，热焓增加，温度升高，升温后的蒸汽与蒸发器内的污水进行热量交换，使系统内的污水温度提升5～30℃，补充蒸发时带走的热量，维持系统内的热量平衡，保持污水持续蒸发，大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗或不用，提高了热效率，降低了能耗，避免使用外部蒸汽和锅炉，本蒸汽再压缩式节能蒸发器的主要运行费用仅仅是驱动压缩机的电能。由于电能是清洁能源，因此，强制循环蒸发器真正达到了完全没有二氧化碳“零”污染的排放。
本实用新型中轴套采用耐磨材料，表面硬度HRC60以上，表面粗糙度0.4以上。利用双干式密封结构能够有效防止浓缩汽体渗入导致润滑油变质。另外确定定子与转子之间合理的间隙，保证蒸汽压缩机既能获得高压差，又不会使转子热胀而卡死。
在上述的高效节能蒸发器装置中，所述原料罐与蒸发器之间的输送管道上还串接有预热器，所述蒸发器的排放管道穿过所述预热器。通过设置预热器以对输入的原料进行升温预热，以降低原料在蒸发器中所需要升高的温度差，既减省了能耗，又确保原料的有效升温。还通过预热器以利用蒸出液的余热进行热交换，对输入原料进行预热，以达到充分利用热能，减少能耗的目的。
在上述的高效节能蒸发器装置中，所述蒸发器的底部设置排液管道，所述第二输送泵通过输送管道连通所述排液管道，所述排液管道的末端衔接有集液箱。
在上述的高效节能蒸发器装置中，所述蒸发器的排放管道的末端衔接有集水箱。
在上述的高效节能蒸发器装置中，所述输送管道内设置管道泵。利用管道泵提高管内液汽的流速，使含结晶盐的污水在系统内以一定的线速度流量，有效防止了在管壁结晶堵塞管道。
与现有技术相比，本高效节能蒸发器装置具有以下优点：
①启动无需消耗鲜蒸汽，或补充少量鲜蒸汽以维持蒸汽温度，运行成本主要是压缩机的电耗，运行费用大大降低；②结构简单，简化蒸汽管道系统；③公用工程配套少，比如二次蒸汽在蒸发器中直接冷凝成水，无需另设泠凝器，无需使用循环冷却器；④启动和运行操作简单、容易，占地面积小等。
附图说明
图1是本高效节能蒸发器装置的整体结构示意图。
图中，1、原料罐；2、第一输送泵；3、预热器；4、蒸发器；5、分离器；6、第二输送泵；7、蒸汽压缩机；8、集液箱；9、集水箱。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本高效节能蒸发器装置，包括原料罐1、蒸发器4、分离器5及蒸汽压缩机7，原料罐1的出料口通过输送管道连接蒸发器4的进料口，该输送管道上设置第一输送泵2，蒸发器4具有顶部出汽口、中部进汽口和下部出液口，顶部出汽口通过输送管道连接分离器5的进汽口，分离器5具有上部出汽口和底部出液口，上部出汽口通过输送管道连接蒸汽压缩机7的进汽口，底部出液口通过输送管道连接蒸发器4，该输送管道上设置第二输送泵6，蒸汽压缩机7的出汽口通过输送管道连接蒸发器4的中部进汽口，蒸发器4的下部出液口连接排放管道；蒸汽压缩机7包括机壳，机壳内具有内腔，内腔中设置相啮合的定子和转子，定子和转子的中部穿设转动轴，转动轴的端部设置轴承，轴承的外周套接轴套，轴套具有双干式密封结构，转动轴连接传动齿轮，传动齿轮的外周套接齿轮壳，齿轮壳具有双干式密封结构。
本高效节能蒸发器装置，由于蒸汽压缩机7的抽吸作用，使蒸发器4中的废水处于一个负压的状态下，在低于100℃的某个温度下维持在沸腾状态，沸腾后的蒸汽不断地被蒸汽压缩机7抽吸。抽吸的蒸汽经机械式蒸汽压缩机7作用后，热焓增加，温度升高，升温后的蒸汽与蒸发器4内的污水进行热量交换，使系统内的污水温度提升5～30℃，补充蒸发时带走的热量，维持系统内的热量平衡，保持污水持续蒸发，大幅度减低蒸发器4对外来新鲜蒸汽的消耗或不用，提高了热效率，降低了能耗，避免使用外部蒸汽和锅炉，本蒸汽再压缩式节能蒸发器4的主要运行费用仅仅是驱动压缩机的电能。由于电能是清洁能源，因此，强制循环蒸发器4真正达到了完全没有二氧化碳“零”污染的排放。
本实用新型中轴套采用耐磨材料，表面硬度HRC60以上，表面粗糙度0.4以上。利用双干式密封结构能够有效防止浓缩汽体渗入导致润滑油变质。另外确定定子与转子之间合理的间隙，保证蒸汽压缩机7既能获得高压差，又不会使转子热胀而卡死。
原料罐1与蒸发器4之间的输送管道上还串接有预热器3，蒸发器4的排放管道穿过预热器3。通过设置预热器3以对输入的原料进行升温预热，以降低原料在蒸发器4中所需要升高的温度差，既减省了能耗，又确保原料的有效升温。还通过预热器3以利用蒸出液的余热进行热交换，对输入原料进行预热，以达到充分利用热能，减少能耗的目的。
蒸发器4的底部设置排液管道，第二输送泵6通过输送管道连通排液管道，排液管道的末端衔接有集液箱8。
蒸发器4的排放管道的末端衔接有集水箱9。
转子的外壁面上设置防腐层，机壳的内壁面上设置防腐层。防腐层具体为镀镍磷防腐处理，其层厚为0.03mm。通过防腐层避免壁面被浓缩汽体中的酸碱所腐蚀。
蒸汽压缩机7的机壳上设置排气口，排气口的内侧设置负压抽吸密封腔。利用负压抽吸密封腔抽吸雾状水滴与过热蒸汽充分热交换，使过热蒸汽变为饱和蒸汽，避免热量流失。
输送管道内设置管道泵。利用管道泵提高管内液汽的流速，使含结晶盐的污水在系统内以一定的线速度流量，有效防止了在管壁结晶堵塞管道。
本高效节能蒸发器装置具有以下优点：
①启动无需消耗鲜蒸汽，或补充少量鲜蒸汽以维持蒸汽温度，运行成本主要是压缩机的电耗，运行费用大大降低；②结构简单，简化蒸汽管道系统；③公用工程配套少，比如二次蒸汽在蒸发器4中直接冷凝成水，无需另设泠凝器，无需使用循环冷却器；④启动和运行操作简单、容易，占地面积小等。
机械式蒸汽再压缩“MVR”蒸发器、蒸馏塔，是一种新型高效节能的蒸发设备，其原理是利用高能效蒸汽压缩机压缩蒸发产生的二次蒸汽，通过把电能转换成热能的方式，经过蒸汽压缩机机械压缩，提高二次蒸汽的压力和饱和温度，提高二次蒸汽的焓，被提高热能的二次蒸汽打入蒸发室进行加热，达到循环利用二次蒸汽已有的热能，从而可以不需要外部鲜蒸汽，依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的，主要应用于浓缩、蒸发、蒸馏工艺中。
MVR强制循环蒸发器技术逐渐被运用于生化、化工等行业的料液、废水的浓缩环节，由于其节能效果显著，在不少行业中，MVR技术已逐步取代传统的蒸发技术并成为主流，为企业节省大量的投资、运行经费，大大降低了生产成本，带来了巨大的经济效益。
MVR强制循环蒸发器蒸发1吨水，仅耗电20到80度电，相当于50到200Kg的蒸汽，该设备是采用低温和低压汽蒸技术和清洁能源——“电能”，通过机械压缩做功传化为热能，产生蒸汽，将媒介中的水分分离出来。
MVR技术在制碱行业工艺中降低生产成本、实现节能减排，采用MVR技术蒸发浓缩在年产15万吨的规模下可节约2千多万元，能源和原料消耗量大幅降低。
蒸发浓缩是发酵行业必不可少的工艺环节，有资料表明，MVR强制循环蒸发器技术代替四效蒸发器，可减少热源消耗，省去冷却系统，节约标煤78％以上。
在现代工业废水如脱硫废水、硫酸铵废水、制浆废水、氯化铵废水等处理中MVR强制循环蒸发器技术比传统的反渗透法、多级闪蒸、多效蒸发等更具有效率高、运行成本低等优点。
另外在金属材料的制造和食品的加工等过程中，都迫切需求节能高效的MVR强制循环蒸发器技术。
国内目前有几十亿吨传统蒸发设备亟待改善，如果采用先进的强制循环蒸发设备，每年可以节约近十亿吨的标准煤，减排近几亿吨的二氧化碳和二氧化硫。根据国内研究蒸发器市场的专家统计和预测，在未来五年的时间里，强制循环蒸发器将以每年约为20％的速度增长，逐步取代传统的蒸发器。强制循环蒸发器的研究开发与生产对环境保护、节能减排和可持续发展发挥巨大的作用，前景十分广阔，社会效益和经济利益显著。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了原料罐1；第一输送泵2；预热器3；蒸发器4；分离器5；第二输送泵6；蒸汽压缩机7；集液箱8；集水箱9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。