CN103453785A - 径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔 - Google Patents
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Abstract
一种径流式静电集水装置，包括前放电网(1)，前放电网(1)的后方设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极(8)，集水极(8)采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极(8)的前表面与前放电网(1)平行，通过与高压直流电源(3)的电连接，让前放电网(1)与集水极(8)之间产生一个电势差。具有径流式静电集水装置的冷却塔，包括包括沿竖直方向设置的塔体(10)，塔体(1)内设有一个以上的径流式静电集水装置。其目的在于提供一种除水雾效果好、回收水的效率高，工作性能稳定，运行成本低，节能环保，使用寿命长的径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔。
Description
技术领域
本发明涉及一种径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔。
背景技术
目前，在火力发电厂生产过程中，通常使用冷却塔将循环水冷却，水在冷却塔中下落，通过蒸发和热传递达到冷却的效果，电厂对回收得到的温度较低的水进行再循环，由冷却塔排出的湿热空气所携带的水蒸汽，则直接从冷却塔的顶部排入大气，通过这种方式损失的水称为蒸发损失。对于混合于空气中的水蒸气，目前还无较好的方法回收，由此造成很大的浪费。以2*300MW火电厂为例，其平均蒸发损失为2*486t／h，其循环总量为2*33800t，蒸发损失占总量的1.53％，年损失水量约600万吨，可见水量损失十分巨大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种除水雾效果好、回收水的效率高，工作性能稳定，运行成本低，节能环保，使用寿命长的径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔。
本发明的径流式静电集水装置，包括前放电网，前放电网的后方设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极，集水极采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极的前表面与前放电网平行，通过与高压直流电源的电连接，让前放电网与集水极之间产生一个电势差。
本发明的径流式静电集水装置，其中所述集水极的后方设有后放电网，所述前放电网与后放电网同为负电位或同为正电位，前放电网和后放电网与高压直流电源的负电极通过导体连接，高压直流电源的另一电极通过导体接地，所述集水极接地。
本发明的径流式静电集水装置，其中所述集水极沿前后方向的厚度为10-500mm，所述前放电网和所述后放电网采用不锈钢制成，前放电网、后放电网与集水极之间的电势差为20000-80000伏，所述集水极内盘绕地设有冷水管，冷水管的侧壁与集水极相贴连，冷水管的侧壁上均布地设有多个排水口，排水口处设有喷嘴。
本发明的径流式静电集水装置，其中所述后放电网的前方或后方设有除水器，除水器包括除水雾通道，除水雾通道内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板和／或丝网和／或多孔板，导流板和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板和／或丝网和／或多孔板与集水极同为负电位或同为正电位，所述集水极的沿前后方向的厚度为60-200mm。
本发明的径流式静电集水装置，其中所述导流板和／或所述多孔板的板面呈波纹状，位于导流板和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙小于50mm，所述除水雾通道沿前后方向的长度大于200mm。
本发明的径流式静电集水装置，其中所述除水雾通道内盘绕地设有冷却水管，冷却水管的侧壁与导流板和／或丝网和／或多孔板相贴连，位于导流板和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为1-30mm，所述除水雾通道沿前后方向的长度为300-2000mm。
本发明的径流式静电集水装置，其中所述冷却水管的侧壁上均布地设有多个出水口，出水口处设有喷水嘴，位于导流板和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为5-25mm，所述除水雾通道沿前后方向的长度为500-1500mm，前放电网、后放电网与集水极之间的电势差为50000-60000伏。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，包括沿竖直方向设置的塔体，所述塔体内设有一个以上的径流式静电集水装置，每个径流式静电集水装置分别包括前放电网，每个前放电网的后方分别设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极，集水极采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极的前表面与前放电网平行，通过与高压直流电源的电连接，让前放电网与集水极之间产生一个电势差，所述前放电网、集水极在塔体内自下而上排列，前放电网的周边与所述塔体的内壁固定相连，集水极采用支架与塔体的内壁固定相连。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其中每个所述径流式静电集水装置的所述集水极的后方设有后放电网，所述前放电网与后放电网同为负电位或同为正电位，前放电网和后放电网与高压直流电源的负电极通过导体连接，高压直流电源的另一电极通过导体接地，所述集水极接地，所述后放电网的周边与所述塔体的内壁固定相连。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其中每个所述径流式静电集水装置的所述集水极沿前后方向的厚度为10-500mm，所述前放电网和所述后放电网采用不锈钢制成，前放电网、后放电网与集水极之间的电势差为20000-80000伏，所述集水极内盘绕地设有冷水管，冷水管的侧壁与集水极相贴连，冷水管的侧壁上均布地设有多个排水口，排水口处设有喷嘴。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其中每个所述径流式静电集水装置的所述后放电网的前方或后方设有除水器，除水器包括除水雾通道，除水雾通道内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板和／或丝网和／或多孔板，导流板和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板和／或丝网和／或多孔板与集水极同为负电位或同为正电位，所述集水极的沿前后方向的厚度为60-200mm。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其中每个所述径流式静电集水装置的所述导流板和／或所述多孔板的板面呈波纹状，位于导流板和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙小于50mm，所述除水雾通道沿前后方向的长度大于200mm。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其中所述塔体内设有2-6个径流式静电集水装置，每个所述径流式静电集水装置的所述除水雾通道内盘绕地设有冷却水管，冷却水管的侧壁与导流板和／或丝网和／或多孔板相贴连，位于导流板和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为1-30mm，所述除水雾通道沿前后方向的长度为300-2000mm。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其中所述塔体内设有3-4个径流式静电集水装置，每个所述径流式静电集水装置的所述冷却水管的侧壁上均布地设有多个出水口，出水口处设有喷水嘴，位于导流板和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为5-25mm，所述除水雾通道沿前后方向的长度为500-1500mm，前放电网、后放电网与集水极之间的电势差为50000-60000伏。
本发明的径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔，其包括前放电网，前放电网的后方设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极，集水极采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极的前表面与前放电网平行，通过与高压直流电源的电连接，让前放电网与集水极之间产生一个电势差。在使用时，前放电网可对接近放电网的气流中的水雾即细小的水滴放电，使水雾即细小的水滴带有电荷，同时，前放电网还可让集水极带上电性与前放电网相反的感应电荷，当带有电荷的水雾接近集水极后，就会被集水极上的感应电荷吸引并聚积到集水极上，同时集水极还会冷却降低气流的温度，让气流中的蒸汽凝聚成水雾，并趋于沉降、聚积到集水极上，未能沉降、聚积到集水极上的水雾则会在集水极的出口端附近，由集水极的后部和后放电网对其进行静电吸附。实验表明，本发明的径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔具有除水雾效果好、回收水的效率高，工作性能稳定，运行成本低，节能环保，使用寿命长的特点，具有突出的实质性特点和显著的进步。
下面结合附图对本发明的径流式静电集水装置及具有径流式静电集水装置的冷却塔作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的径流式静电集水装置的结构示意图的主视剖面图；
图2为本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔的结构示意图的主视剖面图。
具体实施方式
本发明的径流式静电集水装置的静电集水原理：大量的水分子在空气中聚集、凝结形成白色水雾，白色水雾进入高压静电场后，高压静电场产生的大量自由电子及带电离子吸附在细微水滴上，水滴逐渐长大并向集水极8移动，最终被集水极8捕获。
如图1所示，本发明的径流式静电集水装置，包括前放电网1，前放电网1的后方设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极8，集水极8采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极8的前表面与前放电网1平行，通过与高压直流电源3的电连接，让前放电网1与集水极8之间产生一个电势差。集水极8可以是金属材料，也可以是非金属材料，因为水雾会附在集水极8的表面，从而让非金属材料的集水极8导电。
作为本发明的改进，上述集水极8的后方设有后放电网2，前放电网1与后放电网2同为负电位或同为正电位，前放电网1和后放电网2与高压直流电源3的负电极通过导体连接，高压直流电源的另一电极通过导体接地，集水极8接地。
作为本发明的进一步改进，上述集水极8沿前后方向的厚度为10-500mm，前放电网1和后放电网2采用不锈钢制成，前放电网1、后放电网2与集水极8之间的电势差为20000-80000伏，集水极8内盘绕地设有冷水管(图中未画出)，冷水管的侧壁与集水极8相贴连，冷水管的侧壁上均布地设有多个排水口，排水口处设有喷嘴。冷水管可让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到集水极8上。在炎热的夏季，需要时可利用喷嘴喷水进行降温，让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到集水极8上。
作为本发明的进一步改进，上述后放电网2的前方或后方设有除水器，除水器包括除水雾通道4，除水雾通道4内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板5和／或丝网和／或多孔板，导流板5和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板5和／或丝网和／或多孔板与集水极8同为负电位或同为正电位，集水极8的沿前后方向的厚度为60-200mm。
作为本发明的进一步改进，上述导流板5和／或多孔板的板面呈波纹状，呈波纹状的导流板5和／或多孔板的板面，有利于降低气流的温度，让气流中的水蒸气凝聚成细小的水滴，位于导流板5和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙小于50mm，除水雾通道4沿前后方向的长度大于200mm，加上集水极8的厚度为60-200mm，这一特定尺寸的组合，同样可有效降低气流的温度，让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到导流板5和／或丝网和／或多孔板上。
作为本发明的进一步改进，上述除水雾通道4内盘绕地设有冷却水管(图中未画出)，冷却水管的侧壁与导流板5和／或丝网和／或多孔板相贴连，冷却水管可让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到导流板5和／或丝网和／或多孔板上。位于导流板5和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为1-30mm，除水雾通道4沿前后方向的长度为300-2000mm。上述特定尺寸的组合，可更加有效地降低气流的温度，让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到导流板5和／或丝网和／或多孔板上。
作为本发明的进一步改进，上述冷却水管的侧壁上均布地设有多个出水口，出水口处设有喷水嘴(图中未画出)。在炎热的夏季，需要时可利用喷水嘴喷水进行降温，让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到导流板5和／或丝网和／或多孔板上。位于导流板5和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为5-25mm，除水雾通道4沿前后方向的长度为500-1500mm，前放电网1、后放电网2与集水极8之间的电势差为50000-60000伏。上述特定尺寸的组合，可更加有效地降低气流的温度，让气流中的水蒸气迅速凝聚成细小的水滴，以便将其收集到导流板5和／或丝网和／或多孔板上。
本发明的径流式静电集水装置在使用时，前放电网1可对接近放电网的气流中的水雾(即细小的水滴)放电，使水雾(即细小的水滴)带有电荷，同时，前放电网1还可让集水极8带上电性与前放电网1相反的感应电荷，当带有电荷的水雾接近集水极8后，就会被集水极8上的感应电荷吸引并聚积到集水极8上，同时集水极8还会冷却降低气流的温度，让气流中的蒸汽凝聚成水雾，并趋于沉降、聚积到集水极8上，未能沉降、聚积到集水极8上的水雾则会在集水极8的出口端附近，由集水极8的后部和后放电网2对其进行静电吸附。
后放电网2的前侧或后侧设有除水器，除水器包括除水雾通道4，除水雾通道4内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板5和／或丝网和／或多孔板，导流板5和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板5和／或丝网和／或多孔板与集水极8同为负电位或同为正电位，集水极8的厚度为10-500mm。
当带有电荷的水雾接近导流板5和／或丝网和／或多孔板后，同样会被导流板5和／或丝网和／或多孔板上的感应电荷吸引并聚积到导流板5和／或丝网和／或多孔板上，同时导流板5和／或丝网和／或多孔板也会冷却降低气流的温度，让气流中的蒸汽凝聚成水雾，并趋于沉降、聚积到导流板5和／或丝网和／或多孔板上，未能沉降、聚积到导流板5和／或丝网和／或多孔板上的水雾则会在除水雾通道4的出口端附近，由除水雾通道4的出口端和后放电网2对其进行静电吸附。
如图2所示，本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔，包括沿竖直方向设置的塔体10，塔体1内设有一个以上的径流式静电集水装置，每个径流式静电集水装置分别包括前放电网1，每个前放电网1的后方分别设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极8，集水极8采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极8的前表面与前放电网1平行，通过与高压直流电源3的电连接，让前放电网1与集水极8之间产生一个电势差，前放电网1、集水极8在塔体10内自下而上排列布置，前放电网1的周边与塔体1的内壁固定相连，集水极8采用支架与塔体1的内壁固定相连，塔体1内的底部设有可接水的水池。
作为本发明的改进，上述每个径流式静电集水装置的集水极8的后方设有后放电网2，前放电网1与后放电网2同为负电位或同为正电位，前放电网1和后放电网2与高压直流电源3的负电极通过导体连接，高压直流电源的另一电极通过导体接地，集水极8接地，后放电网2的周边与塔体1的内壁固定相连。
作为本发明的进一步改进，上述每个径流式静电集水装置的集水极8沿前后方向的厚度为10-500mm，前放电网1和后放电网2采用不锈钢制成，前放电网1、后放电网2与集水极8之间的电势差为20000-80000伏，集水极8内盘绕地设有冷水管，冷水管的侧壁与集水极8相贴连，冷水管的侧壁上均布地设有多个排水口，排水口处设有喷嘴。
作为本发明的进一步改进，上述每个径流式静电集水装置的后放电网2的前方或后方设有除水器，除水器包括除水雾通道4，除水雾通道4内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板5和／或丝网和／或多孔板，导流板5和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板5和／或丝网和／或多孔板与集水极8同为负电位或同为正电位，集水极8的沿前后方向的厚度为60-200mm。
作为本发明的进一步改进，上述每个径流式静电集水装置的导流板5和／或多孔板的板面呈波纹状，位于导流板5和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙小于50mm，除水雾通道4沿前后方向的长度大于200mm。
作为本发明的进一步改进，上述塔体1内设有2-6个径流式静电集水装置，每个径流式静电集水装置的除水雾通道4内盘绕地设有冷却水管，冷却水管的侧壁与导流板5和／或丝网和／或多孔板相贴连，位于导流板5和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为1-30mm，除水雾通道4沿前后方向的长度为300-2000mm。
作为本发明的进一步改进，上述塔体1内设有3-4个径流式静电集水装置，每个径流式静电集水装置的冷却水管的侧壁上均布地设有多个出水口，出水口处设有喷水嘴，位于导流板5和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为5-25mm，除水雾通道4沿前后方向的长度为500-1500mm，前放电网1、后放电网2与集水极8之间的电势差为50000-60000伏。
本发明的具有径流式静电集水装置的冷却塔的工作原理与本发明的径流式静电集水装置的工作原理相同，故不再复述。
冷却塔是发电厂发电过程中重要的传热传质设备，其作用是通过热质交换，将高温冷却水的热量散入大气中，将循环冷却水的温度降低。冷却塔冷却水主要靠冷热两股流体在塔内混合接触，借助两股流体间的水蒸汽分压力差，使热流体部分的一部分水蒸发而使自身冷却。现在的火电厂对蒸发损失没有较有效的回收方法，有部分电厂采用空冷机组等方式，仅一座空冷塔就是常规塔造价的6倍，四季运行电耗巨大，增加煤炭的消耗量，所以这种回收方法运行成本十分昂贵。
Claims (14)
1.径流式静电集水装置，其特征在于：包括前放电网(1)，前放电网(1)的后方设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极(8)，集水极(8)采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极(8)的前表面与前放电网(1)平行，通过与高压直流电源(3)的电连接，让前放电网(1)与集水极(8)之间产生一个电势差。
2.根据权利要求1所述的径流式静电集水装置，其特征在于：所述集水极(8)的后方设有后放电网(2)，所述前放电网(1)与后放电网(2)同为负电位或同为正电位，前放电网(1)和后放电网(2)与高压直流电源(3)的负电极通过导体连接，高压直流电源的另一电极通过导体接地，所述集水极(8)接地。
3.根据权利要求2所述的径流式静电集水装置，其特征在于：所述集水极(8)沿前后方向的厚度为10-500mm，所述前放电网(1)和所述后放电网(2)采用不锈钢制成，前放电网(1)、后放电网(2)与集水极(8)之间的电势差为20000-80000伏，所述集水极(8)内盘绕地设有冷水管，冷水管的侧壁与集水极(8)相贴连，冷水管的侧壁上均布地设有多个排水口，排水口处设有喷嘴。
4.根据权利要求3所述的径流式静电集水装置，其特征在于：所述后放电网(2)的前方或后方设有除水器，除水器包括除水雾通道(4)，除水雾通道(4)内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板(5)和／或丝网和／或多孔板，导流板(5)和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板(5)和／或丝网和／或多孔板与集水极(8)同为负电位或同为正电位，所述集水极(8)的沿前后方向的厚度为60-200mm。
5.根据权利要求4所述的径流式静电集水装置，其特征在于：所述导流板(5)和／或所述多孔板的板面呈波纹状，位于导流板(5)和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙小于50mm，所述除水雾通道(4)沿前后方向的长度大于200mm。
6.根据权利要求5所述的径流式静电集水装置，其特征在于：所述除水雾通道(4)内盘绕地设有冷却水管，冷却水管的侧壁与导流板(5)和／或丝网和／或多孔板相贴连，位于导流板(5)和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为1-30mm，所述除水雾通道(4)沿前后方向的长度为300-2000mm。
7.根据权利要求6所述的径流式静电集水装置，其特征在于：所述冷却水管的侧壁上均布地设有多个出水口，出水口处设有喷水嘴，位于导流板(5)和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为5-25mm，所述除水雾通道(4)沿前后方向的长度为500-1500mm，前放电网(1)、后放电网(2)与集水极(8)之间的电势差为50000-60000伏。
8.具有径流式静电集水装置的冷却塔，包括沿竖直方向设置的塔体(10)，其特征在于：所述塔体(1)内设有一个以上的径流式静电集水装置，每个径流式静电集水装置分别包括前放电网(1)，每个前放电网(1)的后方分别设有用于冷凝及静电吸附水雾的集水极(8)，集水极(8)采用多孔泡沫金属或多个并列的波纹板或蜂窝板或丝网制成，集水极(8)的前表面与前放电网(1)平行，通过与高压直流电源(3)的电连接，让前放电网(1)与集水极(8)之间产生一个电势差，所述前放电网(1)、集水极(8)在塔体(10)内自下而上排列，前放电网(1)的周边与所述塔体(1)的内壁固定相连，集水极(8)采用支架与塔体(1)的内壁固定相连。
9.根据权利要求8所述的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其特征在于：每个所述径流式静电集水装置的所述集水极(8)的后方设有后放电网(2)，所述前放电网(1)与后放电网(2)同为负电位或同为正电位，前放电网(1)和后放电网(2)与高压直流电源(3)的负电极通过导体连接，高压直流电源的另一电极通过导体接地，所述集水极(8)接地，所述后放电网(2)的周边与所述塔体(1)的内壁固定相连。
10.根据权利要求9所述的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其特征在于：每个所述径流式静电集水装置的所述集水极(8)沿前后方向的厚度为10一500mm，所述前放电网(1)和所述后放电网(2)采用不锈钢制成，前放电网(1)、后放电网(2)与集水极(8)之间的电势差为20000-80000伏，所述集水极(8)内盘绕地设有冷水管，冷水管的侧壁与集水极(8)相贴连，冷水管的侧壁上均布地设有多个排水口，排水口处设有喷嘴。
11.根据权利要求10所述的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其特征在于：每个所述径流式静电集水装置的所述后放电网(2)的前方或后方设有除水器，除水器包括除水雾通道(4)，除水雾通道(4)内设有多个用于冷凝静电吸附水雾的导流板(5)和／或丝网和／或多孔板，导流板(5)和／或丝网和／或多孔板采用导电材料制成，导流板(5)和／或丝网和／或多孔板与集水极(8)同为负电位或同为正电位，所述集水极(8)的沿前后方向的厚度为60-200mm。
12.根据权利要求11所述的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其特征在于：每个所述径流式静电集水装置的所述导流板(5)和／或所述多孔板的板面呈波纹状，位于导流板(5)和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙小于50mm，所述除水雾通道(4)沿前后方向的长度大于200mm。
13.根据权利要求12所述的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其特征在于：所述塔体(1)内设有2-6个径流式静电集水装置，每个所述径流式静电集水装置的所述除水雾通道(4)内盘绕地设有冷却水管，冷却水管的侧壁与导流板(5)和／或丝网和／或多孔板相贴连，位于导流板(5)和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为1-30mm，所述除水雾通道(4)沿前后方向的长度为300-2000mm。
14.根据权利要求13所述的具有径流式静电集水装置的冷却塔，其特征在于：所述塔体(1)内设有3-4个径流式静电集水装置，每个所述径流式静电集水装置的所述冷却水管的侧壁上均布地设有多个出水口，出水口处设有喷水嘴，位于导流板(5)和／或丝网和／或多孔板之间的流体通道的间隙为5-25mm，所述除水雾通道(4)沿前后方向的长度为500-1500mm，前放电网(1)、后放电网(2)与集水极(8)之间的电势差为50000-60000伏。
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