1.本发明涉及用碱溶液清洗或酸洗金属材料领域，具体为一种碱液消泡、净化及除油装置极其使用方法。
背景技术：
2.在带钢生产过程中，碱洗除油是必要的一环，碱洗可去除带钢表面的轧制油、平整液及其他杂质，以提高带钢表面的清洁度。碱液在长期使用后会含有大量油脂和沉淀，影响带钢的清洗效果。碱洗过程中会产生大量泡沫，不仅导致碱液流失，还会污染碱洗环境。为避免将碱液排放处理增加成本、改善碱洗环境，有必要对碱液进行消泡、净化和除油，以实现碱液的循环利用。
3.现有技术中多采用过滤的方式去除碱液中的杂质颗粒，部分油脂附着于杂质颗粒上被同时去除。使用较多的如磁性过滤和陶瓷膜过滤，磁性过滤仅能去除铁粉杂质及携带油脂，而陶瓷膜过滤易与碱液发生反应，发生结垢、堵塞。消泡方法做采用泡沫刮除或吸出的方式排掉，会损失碱液中的有效表面活性物质。
4.目前在碱液净化的装置和方法中，油脂的去除是依靠铁粉沉淀的过滤携带去除，当碱液中的沉淀被过滤以后，分散在碱液中的乳化油仍无法被去除。现有技术未出现同时去除杂质、降低含油量的方案，处理后的碱液仍以饱和乳化液的方式被循环利用，对带钢碱洗的除油效果并未有明显的改善。现阶段对于不添加化学药剂，仅使用机械和物理方法，保留碱液的有效成分和浓度，对碱液循环利用效果并不理想。
技术实现要素：
5.为了克服现有技术的缺陷，提供一种除油彻底、避免使用化学试剂的分离设备，本发明公开了一种碱液消泡、净化及除油装置极其使用方法。
6.本发明通过如下技术方案达到发明目的：一种碱液消泡、净化及除油装置，包括消泡单元、过滤单元、破乳单元和气浮单元，其特征是：所述消泡单元包括消泡槽、电热管、离心消泡器和超声波发生器，消泡槽的底部设有排污口，消泡槽槽内的下部设有电热管，消泡槽的顶部设有离心消泡器，消泡槽的侧壁设有超声波发生器；所述过滤单元包括压滤机、滤布、气动隔膜泵和集液槽，集液槽设于消泡槽的一侧，压滤机的出液口设于集液槽槽口的正上方，压滤机内设有滤布，消泡槽的侧面通过串联了气动隔膜泵的管道连接压滤机；所述破乳单元包括换热器、自吸泵、破乳槽、挡板、变频电机和搅拌桨，破乳槽设于集液槽的一侧，集液槽的出液口通过依次串联了换热器和自吸泵的管道连接破乳槽，破乳槽的侧壁设有挡板，挡板采用亲水网状结构，破乳槽的底部设有排污口，破乳槽的顶部设有变频电机，变频电机的输出轴连接搅拌桨，搅拌桨采用亲油网状结构，搅拌桨伸入破乳槽的
液面下；所述气浮单元包括文丘里管、旋涡泵、气浮槽、溶气释放器、电解电极和刮油机，文丘里管通过旋涡泵连接破乳槽，气浮槽包括外槽和内套，所述内槽套设在所述外槽内，气浮槽内槽的底部与溶气释放器相连，溶气释放器内设有电解电极，电解电极包括正极端和负极端，电解电极的正极端和负极端分别通过导线连接直流电源的正极和负极，气浮槽外槽的顶部设有刮油机，气浮槽外槽的底部设有排污口，气浮槽外槽的侧部有清液排放口。
7.所述的碱液消泡、净化及除油装置，其特征是：消泡槽由耐高温碱腐蚀的不锈钢、陶瓷、玻璃或玻璃钢等材质制成；滤布选用耐高温碱腐蚀的棉纶纤维或维纶纤维等纤维编织而成；破乳槽由耐碱腐蚀的不锈钢、陶瓷、玻璃或玻璃钢等材质制成；挡板(34)的网孔直径不大于5mm，挡板选用不锈钢、陶瓷、玻璃和玻璃钢等亲水材质制成，挡板通过局部遮挡产生细小涡流，使碱液的微小油滴碰撞聚结为大油滴，改变碱液油滴尺寸；搅拌桨(36)的网孔直径不大于5mm，搅拌桨选用聚乙烯、聚丙稀和聚四氟乙烯等亲油材质制成，搅拌桨通过剪切碱液乳化油，破坏碱液乳化油稳定的水包油结构；电解电极选用钛、钌、铱、铜镀钌、铜镀铱、钛镀钌和钛镀铱中的任意一种导电材质制成。
8.所述的碱液消泡、净化及除油装置的使用方法，其特征是：按如下步骤依次实施：
①ꢀ
消泡：从带钢碱洗端输入的碱液输入消泡槽内经电热管加热增加碱液泡沫内气体压力以减薄碱液泡沫液膜厚度，离心消泡器通过负压吸入碱液泡沫再机械搅拌消泡使碱液流出，超声波发生器通过向碱液泡沫发射超声波以改变碱液泡沫内外压力进而破除顽固泡沫；
②ꢀ
过滤：碱液在气动隔膜泵的抽吸下输入压滤机，碱液经压滤机内滤布的过滤后由集液槽收集；
③ꢀ
破乳：碱液在自吸泵的抽吸下经换热器输入破乳槽，碱液流经换热器时换热器通入冷却循环水将过滤后的高温碱液降温，碱液降温至破乳温度后输入破乳槽，搅拌桨在变频电机的驱动下高速旋转切割乳化的碱液，碱液中聚结的水包油结构碰撞到挡板后被破坏；
④ꢀ
除油：碱液在旋涡泵的抽吸下，先在文丘里管内和压缩空气混合，随后输入气浮槽内槽底部的溶气释放器，碱液经电解电极电解产生微小气泡气浮从而对碱液破乳，碱液从气浮槽内槽溢流至气浮槽外槽经自然分层以作油水分离，刮油机刮除碱液顶部的浮油，刮除浮油的碱液回流至带钢碱洗段。
9.所述的碱液消泡、净化及除油装置的使用方法，其特征是：步骤
③
时，破乳温度不高于40℃，通过降低碱液中表面活性剂的乳化作用，作为破乳的前提条件；变频电机的转速在400转/分～600转/分，通过高速旋转带动搅拌桨剪切乳化液；步骤
④
时，文丘里管输出的碱液的气液比控制在1:5～1:1，文丘里管使用射流的方式进行溶气，再经溶气释放器释放溶气；电解电极通过电解产生的微气泡直径不大于10μm。
10.本发明针对碱液的特性和成分组成，通过四个步骤的碱液净化来达到循环利用的效果：破碎结构稳定的碱液泡沫，过滤掉氧化铁皮、金属粉末及其生成的油泥沉淀，破坏表面活性剂与油脂形成的乳化油结构，使油滴聚结并油水分离。
11.破碎结构稳定的碱液泡沫是使用物理方法和机械方法破坏泡沫结构。碱液中的油脂、氧化铁粉等杂质使泡沫膜更为牢固，有一定的弹性和机械强度。物理方法使用电热管加热以增加泡沫内部气压，并使用超声波通过声波振动，使物质分子产生压缩和稀疏作用，破除泡沫的稳定性，使气泡破裂而起到消泡的效果。机械方法使用江苏风谷生产的离心消泡器吸入泡沫，通过高速旋转的搅拌桨将泡沫打碎并排出碱液。
12.过滤掉氧化铁皮、金属粉末及其生成的油泥沉淀是使用压滤机和滤布过滤铁粉颗粒、絮状油脂和污泥沉淀。碱液中的铁粉粒径约5um，虽然铁粉粒径较小，但其表面附着的油脂增加了其粒径尺寸，且滤饼形成以后可过滤1um以上的颗粒。使用压滤机配以相应规格的棉纶或维纶滤布以去除氧化铁皮、金属粉末及其生成的油泥沉淀。
13.破坏表面活性剂与油脂形成的乳化油结构是使用搅拌桨和挡板的网孔剪切或遮挡改变水包油型（o/w）乳化油结构。利用油水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性，使用亲油性的网筛搅拌桨剪切碱液中的乳化油，使用亲水性的挡板增加油滴之间相互碰撞的概率，使油粒被网筛表面的亲油材料捕获而滞留于网筛孔隙内形成油膜，以达到破乳和聚结的效果。
14.使油滴聚结并油水分离是使用射流气浮、电解气浮相配合加速油水分离，使用刮油机撇除油脂。气浮的原理是使用气泡冲击使乳状液分层，在碱液上升区的溶气释放器输出均匀、密集、稳定的微气泡，再使用电解水生成的氢气、氧气通过电流控制气泡尺寸，使细小的乳化油和疏松的高分子絮体集群上浮，生成较大的浮油浮在碱液的表面，然后用机械方法将其除去。
15.本发明具有如下有益效果：1. 可在线破碎碱液泡沫，将碱液泡沫携带的表面活性剂返还到碱液中，消泡过程不使用化学物质、不改变碱液成分；2. 可将大颗粒的杂质及其表面附着的油脂过滤掉，包括非磁性物质颗粒，可以有效去除碱液中的油泥，将碱液中的含铁量降低至1mg/l以下；3. 可破坏乳化液界面膜的稳定性，使水包油结构的乳化液失稳，释放其中油脂以达到破乳和聚结的效果，聚结后的油滴直径可达50μm以上，破乳过程不使用化学物质、不改变碱液成分；4. 可实现油水分离和浮油撇除，大幅度降低碱液中的含油量，含油量可降低至10mg/l以下，除油率不小于96.7%，碱洗回收液清澈透明，可以回流到碱洗槽循环利用。
附图说明
16.图1是本发明的工艺流程图，图2是本发明中消泡槽的俯视图，图3是本发明中破乳槽的俯视图，图4是本发明中气浮槽的俯视图。
具体实施方式
17.以下通过具体实施例进一步说明本发明。
18.实施例1一种碱液消泡、净化及除油装置，包括消泡单元、过滤单元、破乳单元和气浮单元，如图1～图4所示，具体结构是：所述消泡单元包括消泡槽11、电热管12、离心消泡器13和超声波发生器14，消泡槽11的底部设有排污口，消泡槽11槽内的下部设有电热管12，消泡槽11的顶部设有离心消泡器13，消泡槽11的侧壁设有超声波发生器14；所述过滤单元包括压滤机21、滤布22、气动隔膜泵23和集液槽24，集液槽24设于消泡槽11的一侧，压滤机21的出液口设于集液槽24槽口的正上方，压滤机21内设有滤布22，消泡槽11的侧面通过串联了气动隔膜泵23的管道连接压滤机21；所述破乳单元包括换热器31、自吸泵32、破乳槽33、挡板34、变频电机35和搅拌桨36，破乳槽33设于集液槽24的一侧，集液槽24的出液口通过依次串联了换热器31和自吸泵32的管道连接破乳槽33，破乳槽33的侧壁设有挡板34，挡板34采用亲水网状结构，破乳槽33的底部设有排污口，破乳槽33的顶部设有变频电机35，变频电机35的输出轴连接搅拌桨36，搅拌桨36采用亲油网状结构，搅拌桨36伸入破乳槽33的液面下；所述气浮单元包括文丘里管41、旋涡泵42、气浮槽43、溶气释放器44、电解电极45和刮油机46，文丘里管41通过旋涡泵42连接破乳槽33，气浮槽43包括外槽和内套，所述内槽套设在所述外槽内，气浮槽43内槽的底部与溶气释放器44相连，溶气释放器44内设有电解电极45，电解电极45包括正极端和负极端，电解电极45的正极端和负极端分别通过导线连接直流电源的正极和负极，气浮槽43外槽的顶部设有刮油机46，气浮槽43外槽的底部设有排污口，气浮槽43外槽的侧部有清液排放口。
19.本实施例中：消泡槽11由耐高温碱腐蚀的不锈钢、陶瓷、玻璃或玻璃钢等材质制成；滤布22选用耐高温碱腐蚀的棉纶纤维或维纶纤维等纤维编织而成；破乳槽33由耐碱腐蚀的不锈钢、陶瓷、玻璃或玻璃钢等材质制成；挡板34的网孔直径不大于5mm，挡板34选用不锈钢、陶瓷、玻璃和玻璃钢等亲水材质制成，挡板34通过局部遮挡产生细小涡流，使碱液的微小油滴碰撞聚结为大油滴，改变碱液油滴尺寸；搅拌桨36的网孔直径不大于5mm，搅拌桨36选用聚乙烯、聚丙稀和聚四氟乙烯等亲油材质制成，搅拌桨36通过剪切碱液乳化油，破坏碱液乳化油稳定的水包油结构；电解电极45选用钛、钌、铱、铜镀钌、铜镀铱、钛镀钌和钛镀铱中的任意一种导电材质制成。
20.本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
①ꢀ
消泡：从带钢碱洗端输入的碱液输入消泡槽11内经电热管12加热增加碱液泡沫内气体压力以减薄碱液泡沫液膜厚度，离心消泡器13通过负压吸入碱液泡沫再机械搅拌消泡使碱液流出，超声波发生器14通过向碱液泡沫发射超声波以改变碱液泡沫内外压力进而破除顽固泡沫；
②ꢀ
过滤：碱液在气动隔膜泵23的抽吸下输入压滤机21，碱液经压滤机21内滤布22
的过滤后由集液槽24收集；
③ꢀ
破乳：碱液在自吸泵32的抽吸下经换热器31输入破乳槽33，碱液流经换热器31时换热器31通入冷却循环水将过滤后的高温碱液降温，碱液降温至破乳温度后输入破乳槽33，搅拌桨36在变频电机35的驱动下高速旋转切割乳化的碱液，碱液中聚结的水包油结构碰撞到挡板34后被破坏；破乳温度不高于40℃，通过降低碱液中表面活性剂的乳化作用，作为破乳的前提条件；变频电机35的转速在400转/分～600转/分，通过高速旋转带动搅拌桨剪切乳化液；
④ꢀ
除油：碱液在旋涡泵42的抽吸下，先在文丘里管41内和压缩空气混合，随后输入气浮槽43内槽底部的溶气释放器44，碱液经电解电极45电解产生微小气泡气浮从而对碱液破乳，碱液从气浮槽43内槽溢流至气浮槽43外槽经自然分层以作油水分离，刮油机46刮除碱液顶部的浮油，刮除浮油的碱液回流至带钢碱洗段；文丘里管41输出的碱液的气液比控制在1:5～1:1，文丘里管41使用射流的方式进行溶气，再经溶气释放器44释放溶气；电解电极45通过电解产生的微气泡直径不大于10μm。