本实用新型涉及一种MVR蒸发装置，特别是一种由多级蒸发器构成的MVR蒸发装置。
背景技术：
为了解决一些地域的用水短缺，保证人们的正常生活和促进工业持续发展需要，我国分几个阶段实施了巨大的引水工程，动用了大量的人力物力，但仍然未从根本上解决我国淡水资源分布不均和用水紧张的事实。同时在我国，电力、煤炭和石油等行业每天在向江河湖海排放着巨量的工业污水，循环利用率不高，造成了有限水资源的浪费和一定程度上的环境污染。因此水资源紧缺和利用率不高的矛盾和环境污染压力在未来一段时期内仍是一个较为严峻的问题。将生活和工业污水采取适当措施治理后循环利用，并回收其中的可用物质，是改善生存环境、解决用水困难的一种有效手段。在目前各种污水处理方法中，运行成本最低、技术水平最高、治理效果最为显著的方法还是采用蒸馏法。其原理是利用多级蒸发设备形成不同的压差和温差，使污水在不同温度下均能够产生沸腾现象，生成蒸汽后冷却形成蒸馏水。污水被不断浓缩，最终被浓缩成极少量的高浓度废液，进而在其中回收有用物质加以利用。MVR蒸发器作为一种新型的蒸发设备，由于具有明显的节能降耗效果，并且集成化高、占地面积小、控制系统简单、投资成本低等优势，在蒸发设备系统中得到了广泛的应用。但是，随着我国节能降耗定量措施的广泛实施，在实际使用过程当中，传统MVR蒸发系统在进一步实现节能降耗的目的面前遇到了技术瓶颈。同时，MVR蒸发系统仅是一个蒸发单元，在实际使用过程中工艺适应性不高的缺点也充分暴露，需要使用其他系统辅助，否则，无法独立完成使用需要。因此现有的MVR蒸发装置中均为单一的MVR蒸发器。
技术实现要素：
本实用新型提供一种可克服现有技术不足的MVR蒸发装置，特别是一种由多级蒸发器构成的MVR蒸发装置。本实用新型的MVR蒸发装置包括：蒸发器、压缩机、冷凝水罐、储液槽、为蒸发器提供起始蒸汽的管路、二次蒸汽管路、连通蒸发器与储液罐间及各储液罐间的管路，以及阀门和泵，在本实用新型的MVR蒸发装置中至少采用两台相互串联的MVR蒸发器。采用这一结构可以最大限度提高蒸发效率，最大程度地降低能耗、增加系统的适用性和工艺性。设备换热的前提条件是两者之间存在着一定的温度差，形成系统温差、压差，二次蒸汽如果要回用于自身或者更前一级设备，必须要提高二次蒸汽的温度和压力，本实用新型解决二次蒸汽用于自身热源（或者更前一级）这一问题的方法是在后一级蒸发器的二次蒸汽出口处设置蒸汽压缩机，利用蒸汽压缩机对二次蒸汽的压缩，提高其温度和压力，其具体的方式为在各级蒸发器各配置相应的冷凝水罐和循环泵，各前一级蒸发器壳程的二次蒸汽出口与后一级蒸发器加热器的蒸汽入口连通，在蒸发器二次蒸汽出口处设置蒸汽压缩机，蒸汽压缩机的蒸汽出口与前一级蒸发器的加热器连通，各级蒸发器冷凝水出口管与相应的冷凝水罐连通，各级蒸发器的循环液出口与本级循环泵入口相连，各级循环泵出口与本级蒸发器的循环液入口连通，在第一级蒸发器加热器的蒸汽输入口处还有连通新鲜蒸汽源的新鲜蒸汽管，所述的新鲜蒸汽管上设置有新鲜蒸汽控制阀门。本实用新型的这一结构在起始作业时，由新鲜蒸汽加热第一级蒸发器内的待处理废液，从而产生二次蒸汽，送入到后一级蒸发器的加热室作为热源，末级的二次蒸汽经蒸汽压缩机升温、加压后送入第一级蒸发器用于加热加热器中，将待处理废液进行蒸发处理，在系统蒸汽压缩机后即可关闭新鲜蒸汽供应，利用各级蒸发器产生的二次蒸汽向后一级蒸发器供热。这样就可最大限度地利用系统能量，节省能耗。这样在起始状态结束后，就可以无需外界再提供动力蒸汽，使装置在最低能耗条件下工作。由于本实用新型的装置中，其蒸发的初始动力是来自于热源蒸汽，热源蒸汽中不可避免地要夹带一些空气等不凝性气体，同时也必然有部分末冷凝的残余蒸汽，这些气体的存在会在系统中造成局部压力平衡，以致无法形成良好的气体流动的环境，另一方面，这些不凝气也都是热的不良导体，更需要排出，否则不凝气会聚集成团，使装置无法正常工作。为这解决这一问题，本实用新型可采用下述的两种技术方案之一解决：第一种解决方案：在各级蒸发器的不凝气收集口处设置疏气装置，且表面冷凝器的壳程设置有将不凝性气体排出系统的排气口，以排出这些不凝气，这样可就以使富裕蒸汽和不凝性气体通过疏气装置排出，形成尾端的拉动，使整个系统中前端设备与末端之间形成压差，系统配置自然形成，从而有效地形成一个畅通流动的系统，以支持装置正常工作；第二种解决方案：在装置中设置有表面冷凝器，表面冷凝器的壳程与末级蒸发器的不凝气收集口相连接，表面冷凝器的管程的冷却介质进口和出口分别与侍处理废液输送泵和待处理废液槽、末级蒸发器进料口相连，且表面冷凝器的壳程设置有将不凝性气体排出系统排气口。除末级蒸发器外的各级蒸发器的不凝气收集口用管路与后一级蒸发器的加热器连通。表面冷凝器是一种较特殊的换热器，其壳程内通入蒸汽，管程内送入冷却介质，冷却介质通常为水，但在本装置中所用的冷却介质为待处理的稀废液，不凝气收集口的气体通过热交换后残余蒸汽被冷凝，形成冷凝水排走，同时不凝气可通过表面冷凝器的壳程的排气口排空，排出系统。由于蒸汽被冷凝后体积成几何倍数减小，因此，就会在系统中形成真空，从而在各设备形成压力差，形成尾端的拉动，既可使整个系统维持正常的工作状态，同时又可使待处理废液被初步加热，为其在末级蒸发器中被进一步处理提供有利的条件，更充分地获取系统中的能量，实现更为节能的目的。本实用新型在减少清水消耗的同时还能更充分地利用系统中的余热，使得系统运行成本进一步得到降低。在传统MVR蒸发系统中，蒸汽压缩机为一个独立设备，其进汽端由二次蒸汽管线与之连通，涡轮装置需要设置一个独立的空间，以使蒸汽能够升温、加压。本实用新型中仅在末级蒸发器的二次蒸汽出口处设置蒸汽压缩机，这样不仅会在本级蒸发器产生的二次蒸汽源源不断地抽拉，升温加压后送给第一级蒸发器作为热源使用，而且会对本级产生抽吸作用，继而有新的二次蒸汽产生，同时在各级蒸发器间形成一定的压力差值，这样就有可能使前级蒸发器就会在较低的温度下发生沸腾，如此可使本实用新型的装置在起始工作时仅需要向一级蒸发器提供少量的新鲜蒸汽，而将溶液加热至沸点，形成持续蒸发的沸腾作用，很容易地建立起一个初始的工作环境；同时在末级蒸发器的二次蒸汽出口处设置蒸汽压缩机既可实现对各前级蒸发器的抽吸，又可避免再在各前级蒸发器处设置压缩机，减低装置制造的成本，本实用新型中利用了蒸发器本身的结构作为涡轮工作的空间，使蒸汽压缩机和末级蒸发器及前级蒸发器均为一个有机组合体，较少了二次蒸汽管道和蒸汽压缩机的使用量，又能使蒸汽的管道和结构阻尼大大减小，既可使得压缩效率得以提高，较少了能量损失，又可使整个装置的成本及运行成本大大降低。本实用新型述的MVR蒸发装置一个实施例中，在第一级蒸发器的蒸汽输入口设置有一个蒸汽稳压罐，这一结构可以保证进入到一级蒸发器的蒸汽压力处于比较平稳、均衡的状态，以免避免因系统内压力的波动影响装置平稳运行。本实用新型的MVR多级蒸发装置的一个具体实施例中，其表面冷凝器的管程出口通过第一三通和连通第一三通的两支路分别与待处理废液槽和蒸发器壳程的进料管连通，且在第一三通的两个支路上分别设置有废液回流控制阀门和蒸发供料控制阀门。在装置工作时设定当供料阀门开启时回流阀门关闭，利用阀门控制逻辑实现供料优先，余料回流。本实用新型述的MVR蒸发装置实施例中，各级蒸发器的料液出口还可以连通一个第二三通，第二三通的另两个支路分别连通蒸发供料控制阀门和循环泵的输入口，循环泵的出液口与一个第三三通连通，第三三通的另外两个支路分别连通前一级的蒸发器的料液出口和本级蒸发器的循环液入口，且在连通前一级的蒸发器的料液出口的支路上设置有前一级蒸发器的进料控制阀门，向第一级蒸发器供液的循环泵出液口与第四三通连通，第四三通的两个支路分别连通浓废液槽和第一级蒸发器的循环液入口。采用前述的结构后可通过控制各三通支路上分别设置的阀门实现对工作状态的控制。例如：设定当供料阀门开启时回流阀门关闭，利用阀门控制逻辑实现供料优先，余料回流。这样的结构可在实现本实用新型目的的同时使结构最为简单。传统的MVR蒸发器在正常启动工作时，由于是一个单一单元，使用蒸汽压缩机利用机械做功将自身设备内产生的二次蒸汽升温、加压后又送入到自身内部用作蒸发热源。也就是说：需要处理成多少量的蒸馏冷凝水，那么通过蒸汽压缩机的蒸汽量就需要多少。本实用新型的装置至少包括两级串联分布的蒸发器，后一级蒸发器的热源使用前一级设备浓缩产生的二次蒸汽，最后一级蒸发器产生的二次蒸汽进入蒸汽压缩机升温、加压后送到最前端的蒸发器，这样多级蒸发器就会自动形成一个不同压差、不同温差的系统而正常、持续运行工作。从理论上讲：使用两级蒸发器时蒸汽压缩机需要处理的量为传统单一单元MVR蒸发器的二分之一；使用n级蒸发器时蒸汽压缩机需要处理的量为传统单一单元MVR蒸发器的n分之一。显然，本实用新型的多级配置方式节能效果非常可观。但是实际上，多级蒸发需要蒸汽压缩机所实现上升的温差将随着蒸发器级数的增加而增大，压缩效率也将随之降低，一般配置在二至四级为宜。本实用新型的一个实施例即由二级蒸发器串联而成。本实用新型系统可采用智能化DCS控制系统，阀门的关闭、泵的开启均由预置程序完成，解放了生产率，提高了工作效率。由于本实用新型中设备、阀门等数量较少，所以控制环节较少，自动化控制程度高。本实用新型的优点如下：1）可以最大限度提高蒸发效率；2）可充分利用系统能量，最大程度地降低能耗、增加系统的适用性和工艺性；3）整个系统结构简单，制造成本低，并可为自动化控制提供便利；4）整个系统能够平稳运行；4)采用待处理废液作为冷却介质使用，很好地利用了系统预热，减少了工业清水的用量，也省去了冷却塔系统的建设，投资强度大大减少，同时也可节约宝贵的土地资源。由此可见本实用新型可最大限度地利用系统能量，节省能耗，大大提高了MVR蒸发系统的适用性和工艺性，是一个实现资源回收利用，工业废物零排放的更为有效手段。附图说明附图1为本实用新型采用两级蒸发器串联布置实施例的示意图。图中：1为废液收集管线，2为浓废液槽，3为浓废液输送泵，4为稀废液槽，5为稀废液输送泵，6为废液回流管，7为冷凝水槽，8为冷凝水输送泵，9为冷凝水收集泵，10为表面冷凝器冷凝水罐，11为表面冷凝器冷凝水罐闪蒸汽接口，12为表面冷凝器，13为表面冷凝器排空口，14为温废液管，15为废液回流控制阀门，16为蒸发供料控制阀门，17为二级蒸发器循环泵，18为二级蒸发器，19为二级蒸发器冷凝水出口管，20为二级蒸发器冷凝水罐，21为二级蒸发器冷凝水罐闪蒸汽接口，22为二级蒸发器冷凝水罐出水管，23为蒸汽压缩机，24为一级蒸发器二次蒸汽管，25为一级蒸发器，26为一级蒸发器进料控制阀门，27为一级蒸发器循环泵，28为一级蒸发器冷凝水出口管，29为浓废液出料控制阀门，30为一级蒸发器冷凝水罐出水管，31为一级蒸发器冷凝水罐，32为蒸汽压缩机出口管，33为蒸汽稳压罐，34为新鲜蒸汽控制阀门，35为新鲜蒸汽供汽管，36为一级蒸发器冷凝水罐闪蒸汽接口，37为一级蒸发器不凝气出口管，38为二级蒸发器不凝气出口管，39为稀废液供料管，40为第一三通，41为第第二级蒸发器上的第二三通，42为第三三通，43为第一级蒸发器上的第二三通，44为第四三通。具体实施方式本实用新型结合附图，以两级串联布置的MVR系统为实施例进行解说。本实施例中采用相互串联的两台MVR蒸发器，即一级蒸发器25和二级蒸发器18。蒸汽源连通的新鲜蒸汽供汽管35上设置一个蒸汽稳压罐33，蒸汽稳压罐33的蒸汽出口与一级蒸发器25的蒸汽进口连通。一级蒸发器25的二次蒸汽管24和不凝汽收集口37分别与二级蒸发器18的的蒸汽进口连通。二级蒸发器18的不凝汽收集口38与表面冷凝器12的壳程相连通。表面冷凝器12的管程的冷却介质进口39和出口14分别与侍处理连通待处理稀废液槽的废液输送泵5的出口和连通待处理废液槽4的废液回流管6连通。表面冷凝器12的管程的冷却介质出口14接有一个第一三通40，第一三通40的另两个支路中一个支路6与废液槽4连通、另一支路则接第二三通41的一个支路，且管6和连通第二三通的支路上分别设置有废液回流控制阀门15和蒸发供料控制阀门16。表面冷凝器12的冷凝水罐闪蒸汽接口11连通表面冷凝器冷凝水罐10的顶端，表面冷凝器12的冷凝水出口连通表面冷凝器后置冷凝水罐10的入水口，冷凝水罐10的出水口通过冷凝水收集泵9与冷凝水槽7连通，或者直接与使用洁净冷水的单元连通。第二三通41另两个支路分别与二级（即本实施例的末级）蒸发器18的料液出口和给二级蒸发器18供液的循环泵17的入口连通。循环泵17的连通出液口连通第三三通42的其中一个支路，第三三通42的另外两个支路分别与一级蒸发器进料控制阀门26的入口和二级蒸发器的料液入口连通。控制阀门26的出口连通的第二个第二三通43一个支路。第二个第二三通43的另两个支路分别与另两个支路分别与一级蒸发器25的料液出口和给一级蒸发器25供液的循环泵27的入口连通。循环泵27的出口与第四三通44的一个支路连通。第四三通44的另外两个支路分别与一级蒸发器的料液入口连通和经处理浓缩后的浓废液出料控制阀门29的入口连通。浓废液出料控制阀门29的出口与浓废液槽连通。在本实施例中，一级和二级蒸发器后分别各设置有冷凝水罐20和31，其中：一级冷凝水罐31的进液口通过管路28与一级蒸发器的冷凝水出口管连通，一级冷凝水罐31的出液口与二级冷凝水罐20的进液口通过管路30连通，一级冷凝水罐31的闪蒸汽出口通过管36与蒸汽稳压罐33的蒸汽入口连通；二级冷凝水罐20的进液口还通过管路与二级蒸发器的冷凝水出口管连通，二级冷凝水罐20的闪蒸汽出口通过管21与二级蒸发器的加热蒸汽入口连通，二级冷凝水罐20的冷凝液体出口通过管22与表面冷凝器后置冷凝水罐10的进液口连通。本实施例的装置中仅在二级蒸发器18的二次蒸汽出口处设置蒸汽压缩机23。本实施例的装置中的经浓缩处理后的浓废液槽2上设置有浓废液输出泵3，待处理稀废液槽4上设置有供待处理废液的废液收集管线1，冷凝水柄7上设置有输出冷凝水的冷凝水输送泵8，在表面冷凝器的管程的冷却介质出口处设置有气液分离装置和气体排空装置，但这些装置在附图中未表示出来。当本实用新型的蒸发器多于两级时，可在末级与一级间增设所需数量的蒸发器，其相互间的管线联接方式与前述实施例中的二级与一级蒸发器间的联接方式是相同的，也就是在各蒸发器间增加了相应的第二三通和第三三通，以及相应的冷凝水罐。本实用新型上述的二级MVR蒸发装置工作时，首先将集中到废液收集管线1，储存到稀废液槽4中。稀废液槽4中的侍处理废液由稀废液输送泵5通过稀废液供料管39首先进入到表面冷凝器的管程内，换热后稀废液被加热，由温废液管14排出。在温废液管上14通过第一三通和管道分别与待处理废液槽和末级蒸发器壳程的进料管连通，且在三通的两个支路上分别设置有废液回流控制阀门15和蒸发供料控制阀门16。由DCS程序设定当供料阀门16开启时回流阀门关闭15，利用阀门控制逻辑实现供料优先，保证系统蒸发用料，余料回流。然后稀废液输送泵5将废液输送到表面冷凝器12，作为冷却介质，将系统中残余蒸汽和不凝性气体冷却，稀废液被初步加热，同时确保了系统设备之间的有效压差和温差。稀废液从表面冷凝器12排出后由废液回流控制阀门15和蒸发供料控制阀门16共同实现逻辑控制，一部分废液经蒸发供料控制阀门16后进入到二级蒸发器18内；而另一部分废液经废液回流控制阀门15后回流到稀废液槽4中，设定当供料阀门开启时回流阀门关闭，利用阀门控制逻辑可实现供料优先，余料回流。这样就实现了利用稀废液来作为表面冷凝器12的冷却介质，从而减少了对清水的消耗、充分利用了系统中的余预热，使得系统运行成本进一步得到降低。开启二级蒸发器循环泵17，在二级蒸发器18壳体内的废液由下部的循环液出料口排出，进入到二级蒸发器循环泵17，将稀废液再次送入到二级蒸发器内稀，并将废液上部均匀分布在二级蒸发器18的各换热元件表面，这样，废液便在二级蒸发器18内不断循环流动，持续加热，直至沸腾。开启一级蒸发器进料控制阀门26，26为一级蒸发器进料控制阀门，与二级蒸发器循环泵17的出口连通，当一级蒸发器壳体内需要进料时，开启一级蒸发器进料控制阀门26，废液由二级蒸发器18进入到一级蒸发器25内。废液由二级蒸发器18进入到一级蒸发器25内，开启一级蒸发器循环泵27，将废液均匀分布在一级蒸发器25的各换热元件表面。打开新鲜蒸汽控制阀门34，来自锅炉的新鲜蒸汽通过新鲜蒸汽供汽管35进入到一级蒸发器25的加热器内，新鲜蒸汽与废液在换热元件表面通过一级蒸发器循环泵27的循环作用持续产生热交换，废液被不断加热，从而到达沸点并产生二次蒸汽，经一级蒸发器二次蒸汽管24进入到二级蒸发器18的加热器内，与稀废液在换热元件表面通过二级蒸发器循环泵17的循环作用持续产生热交换，稀废液被不断加热，同样到达沸点并产生二次蒸汽，开启蒸汽压缩机23的驱动电机，同时关闭新鲜蒸汽控制阀门34，蒸汽压缩机23将利用机械做功为补偿，消耗机械能，利用逆向卡诺循环方式工作，从周围低温环境中吸热，将来自于二级蒸发器18二次蒸汽的温度和压力值升高到设定要求，由蒸汽压缩机出口管32返回一级蒸发器25的换热器内，与换热元件表面的液膜充分发生热交换发生相变，成为冷凝水。此后一级蒸发器25的蒸发热源蒸汽来自于蒸汽压缩机23；二级蒸发器18的蒸发热源来自于一级蒸发器25产生的二次蒸汽。本实用新型中37为一级蒸发器的不凝性气体出口，与下一级蒸发器的蒸汽入口连通，能保证其内的不凝性气体和残余气体及时排出，可给蒸发过程一个持续稳定的换热环境。而末级蒸发器的不凝性气体出口38与表面冷凝器连同，夹带在不凝性气体中的部分蒸汽被冷却后形成冷凝水，不凝性气体由表面冷凝器排空，使系统中的不凝性气体、空气等持续排出，稳定换热，形成有效的蒸发压力和温度梯度。工作时系统残余蒸汽和不凝性气体通过二级蒸发器不凝气出口管38进入到表面冷凝器12中，由稀废液冷却，不凝性气体及空气由表面冷凝器排空口13排出，系统在蒸汽压缩机的动力驱动和表面冷凝器的冷却共同作用下自动形成系统压力和温度差值，将保持稳定持续的蒸发作用，形成连续不断的蒸发过程。当废液被蒸发浓缩到一定浓度时开启浓废液出料控制阀门29，浓废液由此进入到弄废液槽中1储存，回收其中的有用物质加以循环利用。一级蒸发器25产生的冷凝水由一级蒸发器冷凝水出口管28进入到一级蒸发器冷凝水罐31中；二级蒸发器18产生的冷凝水由二级蒸发器冷凝水出口管19进入到二级蒸发器冷凝水罐20中；表面冷凝器12产生的冷凝水连通其他冷凝水一并由管线进入到表面冷凝器冷凝水罐10中，通过冷凝水收集泵9输送至冷凝水槽7储存回用。这样整个系统就实现了低能耗、零排放的设计目标。本实用新型中蒸汽压缩机23嵌套在二级蒸发器18的二次蒸汽出口端部，利用蒸发器本身的结构空间作为蒸汽压缩机涡轮工作的场所，即，蒸汽压缩机23和二级蒸发器18为一个有机组合体，较少了二次蒸汽管道和蒸汽压缩机的壳体，蒸汽的管道和结构阻尼大大减小，使得压缩效率得以提高，较少了能量损失。三通42的一个支路与二级蒸发器循环泵17的出口连通，关闭进料控制阀门26时，由二级蒸发器循环泵17将待处理的液体送入二级蒸发器18内进行处理。当一级蒸发器壳体内需要进料时，开启一级蒸发器进料控制阀门26，废液即可由二级蒸发器18进入到一级蒸发器25内，被二级蒸发器18蒸发提浓到一定程度的废液由此进入到一级蒸发器的壳体内进行处理，并被系统持续蒸发，一级蒸发器25内的废液被浓缩到预定浓度后开启出料控制阀门29，可将浓废液排入浓废液槽2内，以待后处理。本实用新型中多级串联的蒸发器装置，最大限度地提高了蒸发效率，最大程度地降低了能耗、增加系统的适用性和工艺性。同时，采用待处理废液作为冷却介质使用，很好地利用了系统预热，减少了工业清水的用量，也省去了冷却塔系统的建设，投资强度大大减少，也节约了宝贵的土地资源，是一个实现资源回收利用，工业废物零排放的有效手段。