CN114108001A - 一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置和方法，装置包括碱液循环罐，针对带钢碱洗脱脂工艺段泡沫的特殊性，分别在碱液循环罐的泡沫易产生及外溢区：顶部的回流口和蒸汽盘管检修法兰盘、侧面的溢流口三处设置不同消泡装置；其中，回流口设置超声波消泡装置，利用超声波高频的声压一方面使泡沫液膜破碎消泡，另一方面消除液体内部气体，减少进入罐体的气体量；溢流口设置电加热消泡装置，泡沫接近此区域时气体膨胀且液膜变薄达到消泡的目的；法兰盘处设置雾化加药装置，采用雾化投加消泡剂的形式消除泡沫。本发明采用超声波消泡、电加热消泡、雾化加药消泡协同处理，从降低液膜强度或增大泡内气体的不稳定性等角度快速、高效消除泡沫。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置和方法。
背景技术
带钢碱洗脱脂工艺段由于碱液的老化、碱洗温度高、油脂皂化以及碱喷碱刷扰动等一系列物理化学作用导致碱液循环罐产生大量的泡沫，泡沫由于浮力作用会从罐顶法兰密封面、溢流口等位置溢出。泡沫本身是一种热力学不稳定体系，当气体进入含有表面活性剂的溶液中时，便会形成长时间稳定的泡沫体系。该泡沫溢出一方面会急剧恶化现场操作环境，另一方面造成碱液活性成分的浪费。
基于带钢碱洗脱脂工艺段泡沫的特性及其危害，采取合适的消泡工艺破坏液膜的强度或增大泡内气体的不稳定性从而达到消泡目的，目前主要有物理法和化学法两种。物理法是主要包括放置挡板或滤网、高速离心、蒸汽和加压减压等；化学法主要为添加消泡剂法。但碱洗脱脂工艺段泡沫的产生具有量大(泡沫短时间内大量产生)、稳定性高(含有碱液活性成分)、细腻(泡沫尺寸极小、泡沫强度高)等特点，常规单一物理手段如离心、水喷、减压等难以适用于量大且细腻的泡沫，而常规单一化学手段投加消泡剂作用于碱液主体，量大且严重污染碱液，降低清洗效率且堵塞管道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置和方法，基于带碱洗脱脂工艺段泡沫的特殊性，采用超声波消泡、电加热消泡、雾化加药消泡协同处理，从降低液膜强度或增大泡内气体的不稳定性等角度快速、高效消除泡沫。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置，包括碱液循环罐，所述碱液循环罐的顶部设置有回流口和蒸汽盘管检修法兰盘，所述碱液循环罐的侧面设置有溢流口；
所述回流口处设置有超声波消泡装置和回流过滤器，所述超声波消泡装置由超声波振子和发生器控制柜组成，所述发生器控制柜通过电缆与所述超声波振子连接并控制所述超声波振子的运行，所述超声波振子设置于所述回流过滤器的侧壁；
所述溢流口处设置有电加热消泡装置，所述电加热消泡装置由电加热器、温控箱和阀门管道组成，所述电加热器设置于所述溢流口处，所述电加热器上设置抽风口，所述抽风口通过所述阀门管道与碱洗槽排风总管道相连，所述温控箱设置于所述抽风口处；
所述蒸汽盘管检修法兰盘处设置有雾化加药装置，所述雾化加药装置由雾化器和消泡剂储液罐组成，所述雾化器设置于所述蒸汽盘管检修法兰盘上，所述蒸汽盘管检修法兰盘下方设置有出雾口。
优选地，所述超声波振子带有散热翅片，所述散热翅片外包覆隔音棉。
优选地，所述电加热器为U型翅片加热管。
优选地，所述阀门管道采用不锈钢材质。
基于带钢碱洗段泡沫协同处理装置的泡沫协同处理方法，包括以下步骤：
步骤1)回流口的超声波消泡装置中，超声波振子产生高频超声波作用于回流碱液；发生器控制柜控制超声波振子产生高频声压；利用超声波高频的声压一方面使泡沫的液膜破碎达到消泡的目的，另一方面消除液体内部气体，减少进入罐体的气体量，降低由清洗槽到循环罐的泡沫，达到抑制泡沫产生的目的；
步骤2)溢流口的电加热消泡装置中，电加热器安装于溢流口附近，温控箱根据设定温度，高温自动关闭，泡沫接近此区域时气体快速膨胀且液膜变薄达到消泡的目的，同时，电加热区起到隔离的作用，防止泡沫从溢流口处溢出；抽风口的阀门管道通往碱洗槽排风总管道，溢出的气雾随阀门管道流向排风总管道排出；
步骤3)碱液循环罐罐顶的雾化加药装置中，消泡剂储液罐内的消泡剂通过重力流进入雾化器腔体，将消泡剂雾化成小液滴后通过出雾口直接作用于碱液循环罐上部的泡沫，雾化形式的消泡剂表面积增大与泡沫接触面积增大，提高消泡能力降低消泡剂用量，且消泡剂呈现悬浮状态可主要作用于碱液上方的泡沫，不污染碱液。
优选地，步骤1)所述超声波振子的频率为8～20kHz。
优选地，步骤3)所述雾化器的雾化粒径为5μm，雾化量为2～3L/h。
本发明的有益效果如下：
本发明的带钢碱洗段泡沫协同处理装置和方法，主要针对罐体、泡沫特性设计的消泡装置结构简单，投资低。物理与化学多重作用组合，快速高效消除泡沫，试剂为常规投加量的10％，对碱液污染极小，最大程度减少碱液活性成分的流失。
附图说明
图1为带钢碱洗段泡沫协同处理装置的结构示意图；
图中：1、碱液循环罐；2、回流口；3、回流过滤器；4、超声波振子；5、发生器控制柜；6、溢流口；7、电加热器；8、温控箱；9、抽风口；10、阀门管道；11、碱洗槽排风总管道；12、蒸汽盘管检修法兰盘；13、雾化器；14、出雾口；15、消泡剂储液罐；16、泡沫。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置，如图1所示，包括碱液循环罐1，所述碱液循环罐1的顶部设置有回流口2和蒸汽盘管检修法兰盘12，所述碱液循环罐1的侧面设置有溢流口6。
所述回流口2处设置有超声波消泡装置和回流过滤器3，所述超声波消泡装置由超声波振子4和发生器控制柜5组成，所述发生器控制柜5通过电缆与所述超声波振子4连接并控制所述超声波振子4的运行，所述超声波振子4设置于所述回流过滤器3的侧壁。
所述溢流口6处设置有电加热消泡装置，所述电加热消泡装置由电加热器7、温控箱8和阀门管道10组成，所述电加热器7设置于所述溢流口6处，所述电加热器7上设置抽风口9，所述抽风口9通过所述阀门管道10与碱洗槽排风总管道11相连，所述温控箱8设置于所述抽风口9处。
所述蒸汽盘管检修法兰盘12处设置有雾化加药装置，所述雾化加药装置由雾化器13和消泡剂储液罐15组成，所述雾化器13设置于所述蒸汽盘管检修法兰盘12上，所述蒸汽盘管检修法兰盘12下方设置有出雾口14。
基于上述装置的带钢碱洗段泡沫协同处理方法，如图1所示，针对带钢碱洗脱脂工艺段泡沫的特殊性，分别在泡沫16的易产生及外溢区：回流口2、溢流口6、罐顶蒸汽盘管检修法兰盘12三处设置不同消泡装置，具体如下：
(1)回流口2设置超声波消泡装置，利用超声波高频的声压一方面使泡沫的液膜破碎达到消泡的目的，另一方面消除液体内部气体，减少进入罐体的气体量，降低由清洗槽到循环罐的泡沫，达到抑制泡沫产生的目的。超声波消泡装置主要由超声波振子4和发生器控制柜5组成。超声波振子4焊接安装在碱液循环罐1的回流过滤器3的侧壁，超声波振子4产生高频超声波作用于回流碱液，超声波振子4带有散热翅片，翅片外包覆隔音棉，频率8～20kHz可调。发生器控制柜5安装于碱液循环罐1附近，通过电缆与超声波振子连接，控制超声波振子4产生高频声压。
(2)溢流口6设置电加热消泡装置，泡沫接近此区域时气体快速膨胀且液膜变薄达到消泡的目的，同时，电加热区起到隔离的作用，防止泡沫从溢流口处溢出。电加热消泡装置主要由电加热器7、温控箱8和阀门管道10组成。电加热器7为U型盘管式，带有2支温度传感器以及翅片，电加热器7安装于溢流口6附近，设置抽风口9。温控箱8根据设定温度，高温自动关闭，安装于碱液循环罐1附近。抽风口9至碱洗槽排风总管11的阀门管道10及风阀采用不锈钢材质。抽风口9的阀门管道10通往碱洗槽排风总管道11，溢出的气雾随阀门管道10流向碱洗槽排风总管道11排出。
电加热器具体选用U型翅片加热管，是在普通加热元件表面缠绕导热性较强的金属散热片，与普通加热元件相比散热面积扩大2～3倍，在相同的功率条件下，具有升温快、发热均匀、热效率高、体积小、成本低、使用寿命长等优点；此外采用自动控制，操作人员只需要设定好温度参数，按启动按钮后电加热器即可自动进行温度控制，无需设专人值守。电加热器有常规的电气保护(如短路保护、过载保护、超温保护等)，控制柜面板带有电压电流显示、温度显示、指示灯、按钮等。U型翅片加热管，带过热保护装置，当过热情况发生时可自动切断电源，有效避免过热带来的不良影响和延长加热管的使用时限。
(3)碱液循环罐1的罐顶设置雾化加药装置，消泡剂储液罐15内的消泡剂通过重力流进入雾化器13腔体，将消泡剂雾化成小液滴后直接作用于碱液循环罐1上部的泡沫，雾化形式的消泡剂表面积增大与泡沫接触面积增大，提高消泡能力降低消泡剂用量，且消泡剂呈现悬浮状态可主要作用于碱液上方的泡沫，不污染碱液。雾化加药装置主要由雾化器13、消泡剂储液罐15组成，雾化器13安装在罐顶蒸汽盘管检修法兰盘12上，雾化粒径5μm，雾化量2～3L/h，消泡剂储液罐15安装于碱液循环罐1附近。
Claims (7)
1.一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置，其特征在于，包括碱液循环罐，所述碱液循环罐的顶部设置有回流口和蒸汽盘管检修法兰盘，所述碱液循环罐的侧面设置有溢流口；
所述回流口处设置有超声波消泡装置和回流过滤器，所述超声波消泡装置由超声波振子和发生器控制柜组成，所述发生器控制柜通过电缆与所述超声波振子连接并控制所述超声波振子的运行，所述超声波振子设置于所述回流过滤器的侧壁；所述溢流口处设置有电加热消泡装置，所述电加热消泡装置由电加热器、温控箱和阀门管道组成，所述电加热器设置于所述溢流口处，所述电加热器上设置抽风口，所述抽风口通过所述阀门管道与碱洗槽排风总管道相连，所述温控箱设置于所述抽风口处；
所述蒸汽盘管检修法兰盘处设置有雾化加药装置，所述雾化加药装置由雾化器和消泡剂储液罐组成，所述雾化器设置于所述蒸汽盘管检修法兰盘上，所述蒸汽盘管检修法兰盘下方设置有出雾口。
2.根据权利要求1所述的一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置，其特征在于，所述超声波振子带有散热翅片，所述散热翅片外包覆隔音棉。
3.根据权利要求1所述的一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置，其特征在于，所述电加热器为U型翅片加热管。
4.根据权利要求1所述的一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置，其特征在于，所述阀门管道采用不锈钢材质。
5.基于权利要求1-4任一项所述的一种带钢碱洗段泡沫协同处理装置的泡沫协同处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)回流口的超声波消泡装置中，超声波振子产生高频超声波作用于回流碱液；发生器控制柜控制超声波振子产生高频声压；利用超声波高频的声压一方面使泡沫的液膜破碎达到消泡的目的，另一方面消除液体内部气体，减少进入罐体的气体量，降低由清洗槽到循环罐的泡沫，达到抑制泡沫产生的目的；
步骤2)溢流口的电加热消泡装置中，电加热器安装于溢流口附近，温控箱根据设定温度，高温自动关闭，泡沫接近此区域时气体快速膨胀且液膜变薄达到消泡的目的，同时，电加热区起到隔离的作用，防止泡沫从溢流口处溢出；抽风口的阀门管道通往碱洗槽排风总管道，溢出的气雾随阀门管道流向排风总管道排出；步骤3)碱液循环罐罐顶的雾化加药装置中，消泡剂储液罐内的消泡剂通过重力流进入雾化器腔体，将消泡剂雾化成小液滴后通过出雾口直接作用于碱液循环罐上部的泡沫，雾化形式的消泡剂表面积增大与泡沫接触面积增大，提高消泡能力降低消泡剂用量，且消泡剂呈现悬浮状态可主要作用于碱液上方的泡沫，不污染碱液。
6.根据权利要求5所述的一种泡沫协同处理方法，其特征在于，步骤1)所述超声波振子的频率为8～20kHz。
7.根据权利要求5所述的一种泡沫协同处理方法，其特征在于，步骤3)所述雾化器的雾化粒径为5μm，雾化量为2～3L/h。
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