DE4202895C2 - Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer zirkulierenden Wirbelschicht - Google Patents
Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer zirkulierenden WirbelschichtInfo
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- DE4202895C2 DE4202895C2 DE19924202895 DE4202895A DE4202895C2 DE 4202895 C2 DE4202895 C2 DE 4202895C2 DE 19924202895 DE19924202895 DE 19924202895 DE 4202895 A DE4202895 A DE 4202895A DE 4202895 C2 DE4202895 C2 DE 4202895C2
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- F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger
Brennstoffe in einer zirkulierenden Wirbelschicht gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1. Derartige Vorrichtungen (DE-PS 25 39 549 und
DE-PS 36 05 930, EVT Bericht 103/90 - Industrie- und Heizkraftwerke mit
zirkulierender Wirbelschichtfeuerung) wurden im allgemeinen mit einem
waagerechten bzw. leicht schrägen Düsenboden versehen, der mit lotrecht
angeordneten Primärgasdüsen bestückt ist.
Nachteilig ist jedoch bei diesen bekannten Vorrichtungen, daß die
Primärgasdüsen zum Verstopfen neigen, dadurch daß sie von
herabfallender Bettasche überschüttet werden und die grobteilige Bettasche
aufgrund des flachen bzw. leicht geneigten Düsenbodens nicht genügend
abtransportiert werden kann. Ferner werden die Düsen durch Erosion, die
durch die Strahleinwirkung benachbarter Düsen entsteht, zerstört. Zusätzlich
fällt Bettmaterial durch die Primärgasdüsen in den darunterliegender
Primärgaskasten. Dadurch müssen, um die erforderlichen
Instandsetzungsarbeiten durchführen zu können, die mit erheblichen Kosten
verbunden sind, die Anlagen außerplanmäßig abgestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die
geschilderten Nachteile vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die folgenden Vorteile
erzielt:
- 1) Da die Primärdüsen in den Trichterwänden schräg nach unten angeordnet sind, wird das Eindringen von Bettmaterial weitgehend vermieden.
- 2) Die Primärgasdüsen ragen nicht in den Trichterraum hinein, sondern schließen mit der inneren Oberfläche der Trichter-Auskleidung bündig ab, so daß keine Erosion durch die Strahleinwirkung benachbarter Düsen stattfindet.
- 3) Die Ringsammler für die Primärgasführung werden über dem Niveau der obersten Primärgasdüsenreihe angeordnet und daher besteht keine Gefahr einer Verstopfung der Sammler durch Bettmaterial.
- 4) Die Zufuhrleitungen für das Primärgas zwischen den Ringsammlern und den Düsen werden so konstruiert, daß im Falle einer Verstopfung diese ausgeblasen bzw. durchgestoßen werden können.
- 5) Durch die trichterartige, glattflächige Bodenkonstruktion wird der Abzug grobkörniger Bettasche begünstigt.
- 6) Die Verfügbarkeit der Anlage wurde durch Beseitigung der genannten Störungsquellen wesentlich erhöht.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor,
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor
gemäß Fig. 1, Schnittlinie C-C,
Fig. 3 einen schematischen Grundriß des Wirbelschichtreaktors gemäß
Fig. 1, Schnittlinie A-A (für Klarheit sind die Ringsammler nicht
dargestellt),
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor
mit Aschekühler,
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch einen Wirbelschichtreaktor
mit Aschekühler gemäß Fig. 5, Schnittlinie D-D,
Fig. 6 einen schematischen Grundriß des Wirbelschichtreaktors gemäß
Fig. 4, Schnittlinie B-B,
Fig. 7 eine isometrische Darstellung des Bodenstückes eines
Wirbelschichtreaktors gemäß Fig. 1.
Fig. 1, 2 und 3
Der Wirbelschichtreaktor 1 ist durch die Leitung 46 mit dem Zyklonabscheider 37 verbunden. Der Zyklonabscheider 37 ist rauchgasseitig mit den Nachschaltheizflächen 38 und den nicht dargestellten, nachgeschalteten Rauchgasreinigungsaggregaten und dem Kamin durch die Leitung 48 bzw. 49 verbunden. Feststoffseitig führt die Leitung 47 von dem Zyklonabscheider 37 über die Ascherücklaufschleuse 39 und die Leitung 45 zum unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1. Die Leitungen 40 - Kohlezufuhr und 41 - Kalksteinzufuhr münden in die Leitung 45 ein. Bettasche bzw. Sand ist durch die Leitung 43 dem unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1 zugeführt. Der obere Raum 25 des Wirbelschichtreaktors 1 hat einen konstanten Querschnitt und die Wände 31, 32, 33 und 34 sind als Kühlfläche ausgebildet. Der untere Raum 26 hat einen Grundriß-Querschnitt, der bis zum Anschluß an das Bodenstück 2 von den gegenüberliegenden Wänden 31, 32 gleichmäßig abnimmt. Der Anfahrbrenner 42 und die Sekundärgasdüsen 44 sind durch die Leitungen 46 bzw. 47, 48 und 49 versorgt.
Der Wirbelschichtreaktor 1 ist durch die Leitung 46 mit dem Zyklonabscheider 37 verbunden. Der Zyklonabscheider 37 ist rauchgasseitig mit den Nachschaltheizflächen 38 und den nicht dargestellten, nachgeschalteten Rauchgasreinigungsaggregaten und dem Kamin durch die Leitung 48 bzw. 49 verbunden. Feststoffseitig führt die Leitung 47 von dem Zyklonabscheider 37 über die Ascherücklaufschleuse 39 und die Leitung 45 zum unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1. Die Leitungen 40 - Kohlezufuhr und 41 - Kalksteinzufuhr münden in die Leitung 45 ein. Bettasche bzw. Sand ist durch die Leitung 43 dem unteren Raum 26 des Wirbelschichtreaktors 1 zugeführt. Der obere Raum 25 des Wirbelschichtreaktors 1 hat einen konstanten Querschnitt und die Wände 31, 32, 33 und 34 sind als Kühlfläche ausgebildet. Der untere Raum 26 hat einen Grundriß-Querschnitt, der bis zum Anschluß an das Bodenstück 2 von den gegenüberliegenden Wänden 31, 32 gleichmäßig abnimmt. Der Anfahrbrenner 42 und die Sekundärgasdüsen 44 sind durch die Leitungen 46 bzw. 47, 48 und 49 versorgt.
Das trichterartige Bodenstück 2 besteht aus zwei, einenander
gegenüberliegenden, geneigten, im wesentlichen Rechteckswänden 3, 4 und
zwei gegenüberliegenden Dreieckswänden 5, 6. Die Wände 3, 4 sind so
ausgebildet, daß an der lotrechten Mittelachse des Wirbelschichtreaktors 1,
der Scheitelpunkt x oberhalb des Niveaus der beiden Scheitelpunkte y der
Wände 5 bzw. 6 angeordnet ist. Die Rechteckswände 3 und 4 sind mit
Primärgasdüsen 8 bestückt, die von den Ringsammlern 17,18 über die
Verbindungsleitungen 9, 10, 11, 12 mit Fluidisierungsgas durch die Leitung
35, das Gebläse 36 und die Leitungen 13 und 14 versorgt sind. Die
Verbindungsleitungen 9,10,11 und 12 bzw. die Leitungen 13 und 14 sind
jeweils mit Absperr- bzw. Regelorganen 16 bzw. 57 und 58 versehen. Das
Bodenstück 2 ist mit einer feuerfesten Auskleidung 23 versehen.
Der Sichter 30 ist mit Fluidisierungsgas über die Leitung 53 beaufschlagt.
Großkörniges Material aus dem Bodenstück 2 ist durch die Leitung 52
abgezogen. Feines Material ist in dem unteren Raum 26 über die Leitung 51
zurückgeführt. Grobkörniges, überschüssiges Bettmaterial ist durch die
Leitung 50 abgeführt.
Fig. 4, 5 und 6
Der Wirbelschichtreaktor 1 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 dadurch, daß der Grundriß-Querschnitt des unteren Raumes 26 bis zum Anschluß an das Bodenstück 2 symmetrisch um die lotrechte Mittelachse abnimmt. Der Grundriß-Querschnitt des trichterförmigen Bodenstückes 2 verjüngt sich von dem Anschluß an dem unteren Raum 26 bis zum Scheitelpunkt z gleichmäßig. Alle vier Wände 21 und 22 sind mit Primärgasdüsen 8 bestückt. Der Aschesichter 30 ist durch die Leitungen 51 und 52 mit dem unteren Raum 26 bzw. dem Bodenstück 2 verbunden. Die Primärgasdüsen 8 in den Wänden 21 und 22 sind durch die Verbindungsleitungen 20, 27, 28 und 29 mit den Ringsammlern 17 und 18 verbunden.
Der Wirbelschichtreaktor 1 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß den Fig. 1, 2 und 3 dadurch, daß der Grundriß-Querschnitt des unteren Raumes 26 bis zum Anschluß an das Bodenstück 2 symmetrisch um die lotrechte Mittelachse abnimmt. Der Grundriß-Querschnitt des trichterförmigen Bodenstückes 2 verjüngt sich von dem Anschluß an dem unteren Raum 26 bis zum Scheitelpunkt z gleichmäßig. Alle vier Wände 21 und 22 sind mit Primärgasdüsen 8 bestückt. Der Aschesichter 30 ist durch die Leitungen 51 und 52 mit dem unteren Raum 26 bzw. dem Bodenstück 2 verbunden. Die Primärgasdüsen 8 in den Wänden 21 und 22 sind durch die Verbindungsleitungen 20, 27, 28 und 29 mit den Ringsammlern 17 und 18 verbunden.
Feststoffe aus dem Zyklonabscheider 37 sind durch die Leitungen 47 und 54
dem Aschekühler 55 und danach durch die Leitung 56 dem unteren Raum
26 des Wirbelschichtreaktors 1 zugeführt. Alternativ sind Feststoffe aus dem
Zyklonabscheider 37 durch die Leitungen 47 und 54 dem unteren Raum 26
des Wirbelschichtreaktors 1 direkt zugeführt.
Fig. 7
Das Bodenstück 2 ist mit drei Ringsammlern 17,18 und 19 versehen. Die Primärgasdüsen 8 sind so angeordnet, daß ihre Enden mit der inneren Fläche 24 der feuerfesten Auskleidung 23 des Bodenstückes 2 bündig abschließen.
Das Bodenstück 2 ist mit drei Ringsammlern 17,18 und 19 versehen. Die Primärgasdüsen 8 sind so angeordnet, daß ihre Enden mit der inneren Fläche 24 der feuerfesten Auskleidung 23 des Bodenstückes 2 bündig abschließen.
Bezugszeichenliste
1 Wirbelschichtreaktor
2 Bodenstück
3 Rechteckswand - Bodenstück
4 Rechteckswand - Bodenstück
5 Dreieckswand - Bodenstück
6 Dreieckswand - Bodenstück
7 Öffnung -nicht dargestellt
8 Primärgasdüse
9 Verbindungsleitung
10 Verbindungsleitung
11 Verbindungsleitung
12 Verbindungsleitung
13 Primärgaszufuhrleitung
14 Primärgaszufuhrleitung
15 Aschekühler
16 Absperr- bzw. Regelorgan
17 Ringsammler
18 Ringsammler
19 Ringsammler
20 Verbindungsleitung
21 Rechteckswand - Bodenstück
22 Rechteckswand - Bodenstück
23 feuerfeste Auskleidung
24 innere Fläche der feuerfesten Auskleidung
25 oberer Raum des Wirbelschichtreaktors
26 unterer Raum des Wirbelschichtreaktors
27 Verbindungsleitung
28 Verbindungsleitung
29 Verbindungsleitung
30 Aschesichter
31 Wand - Wirbelschichtreaktor
32 Wand - Wirbelschichtreaktor
33 Wand - Wirbelschichtreaktor
34 Wand - Wirbelschichtreaktor
35 Primärgaszufuhrleitung
36 Primärgasgebläse
37 Zyklonabscheider
38 Nachschaltheizflächen
39 Ascherücklaufschleuse
40 Kohlezufuhrleitung
41 Kalksteinzufuhrleitung
42 Anfahrbrenner
43 Bettasche/Sandzufuhrleitung
44 Sekundärgasdüsen
45 Leitung
46 Leitung
47 Leitung
48 Leitung
49 Leitung
50 Leitung
51 Leitung
52 Leitung
53 Leitung
54 Leitung
55 Aschekühler
56 Leitung
57 Absperr- bzw. Regelorgan
58 Absperr- bzw. Regelorgan
w Scheitellinie
x Scheitelpunkt an der lotrechten Mittelachse
y Scheitelpunkt - Dreieckswand
2 Bodenstück
3 Rechteckswand - Bodenstück
4 Rechteckswand - Bodenstück
5 Dreieckswand - Bodenstück
6 Dreieckswand - Bodenstück
7 Öffnung -nicht dargestellt
8 Primärgasdüse
9 Verbindungsleitung
10 Verbindungsleitung
11 Verbindungsleitung
12 Verbindungsleitung
13 Primärgaszufuhrleitung
14 Primärgaszufuhrleitung
15 Aschekühler
16 Absperr- bzw. Regelorgan
17 Ringsammler
18 Ringsammler
19 Ringsammler
20 Verbindungsleitung
21 Rechteckswand - Bodenstück
22 Rechteckswand - Bodenstück
23 feuerfeste Auskleidung
24 innere Fläche der feuerfesten Auskleidung
25 oberer Raum des Wirbelschichtreaktors
26 unterer Raum des Wirbelschichtreaktors
27 Verbindungsleitung
28 Verbindungsleitung
29 Verbindungsleitung
30 Aschesichter
31 Wand - Wirbelschichtreaktor
32 Wand - Wirbelschichtreaktor
33 Wand - Wirbelschichtreaktor
34 Wand - Wirbelschichtreaktor
35 Primärgaszufuhrleitung
36 Primärgasgebläse
37 Zyklonabscheider
38 Nachschaltheizflächen
39 Ascherücklaufschleuse
40 Kohlezufuhrleitung
41 Kalksteinzufuhrleitung
42 Anfahrbrenner
43 Bettasche/Sandzufuhrleitung
44 Sekundärgasdüsen
45 Leitung
46 Leitung
47 Leitung
48 Leitung
49 Leitung
50 Leitung
51 Leitung
52 Leitung
53 Leitung
54 Leitung
55 Aschekühler
56 Leitung
57 Absperr- bzw. Regelorgan
58 Absperr- bzw. Regelorgan
w Scheitellinie
x Scheitelpunkt an der lotrechten Mittelachse
y Scheitelpunkt - Dreieckswand
Claims (8)
1. Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer
zirkulierenden Wirbelschicht mit einem Wirbelschichtreaktor mit
trichterartigem Bodenstück, der mit Wandkühlflächen versehen ist,
einem dem Wirbelschichtreaktor nachgeschalteten Abscheider mit einer
Rückführleitung zum Wirbelschichtreaktor, wobei im unteren Bereich
des Wirbelschichtreaktors eine Brennstoffzufuhr, eine
Feststoffentnahme, eine Fluidisierungsgaszufuhr und eine
Sekundärgaszufuhr in mehreren Ebenen oberhalb der
Fluidisierungsgaszufuhr angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) das trichterartige Bodenstück (2) aus zwei, einander gegenüberliegenden, unter einem Winkel α zur Waagerechten geneigten Rechteckswänden (3) und (4) und zwei, einander ebenfalls gegenüberliegenden Dreieckswänden (5) und (6) besteht, wobei die Rechteckswände (3) und (4) so ausgebildet sind, daß an der lotrechten Mittelachse des Wirbelschichtreaktors (1), der Scheitelpunkt (x) an der durch die Rechteckswände (3) und (4) gebildeten Scheitellinie (w) des trichterförmigen Bodenstückes (2) oberhalb des Niveaus, der beiden Scheitelpunkte (y) der Dreieckswände (5) bzw. (6) angeordnet ist,
- b) die Rechteckswände (3) und (4) mit Öffnungen (7) für die Primärgasdüsen (8) versehen und in mehreren Ebenen angeordnet und schräg nach unten zur Mitte des Bodenstückes (2) gerichtet sind und deren Enden mit einer inneren Fläche (24), einer feuerfesten Auskleidung (23) des Bodenstückes (2) bündig abschließen,
- c) die Primärgasdüsen (8) jeweils durch Verbindungsleitungen (9), (10), (11) und (12) mit einem oder mehreren, den Wirbelschichtreaktor (1) umgebenden Ringsammlern (17), (18) und (19) verbunden und oberhalb der obersten Reihe der Primärgasdüsen (8) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich der Grundriß-Querschnitt des Bodenstückes (2) von oben her bis
zu einem Scheitelpunkt (z) des trichterförmigen Bodenstückes (2)
verjüngt und die weiteren Wände (21) und (22) mit Primärgasdüsen (8)
versehen sind, die durch die Verbindungsleitungen (9), (10), (11), (12),
(20), (27), (28) und (29) mit den Ringsammlern (17) und (18) verbunden
sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundriß-Querschnitt eines oberen Raumes (25) des
Wirbelschichtreaktors (1) konstant ist und der Querschnitt eines sich
anschließenden Raumes (26) bis zum Anschluß an das Bodenstück (2)
der gegenüberliegenden Wandkühlflächen (31) und (32) gleichmäßig
abnimmt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Grundriß-Querschnitt des unteren Raumes (26) des
Wirbelschichtreaktors (1) bis zum Anschluß an das Bodenstück (2)
symmetrisch um die lotrechte Mittelachse abnimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der untere Raum (26) über dem Bodenstück (2) des
Wirbelschichtreaktors (1) durch die Leitungen (50) und/oder (51) mit
einem oder mehreren Aschesichtern (30) oder Aschekühlern (15)
verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rechteckswände (3) und (4) und die Dreieckswände (5) und (6) des
Bodenstückes (2) als Kühlflächen ausgebildet sind und
arbeitsmittelseitig mit den Wandkühlflächen (31), (32), (33) und (34)
des oberen oder unteren Raumes (25) oder (26) des
Wirbelschichtreaktors (1) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Primärgasdüsen (8) in den Rechteckswänden (3) und (4) und den
weiteren Wänden (21) und (22) des Bodenstückes (2) waagerecht
angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungsleitungen (9), (10), (11), (12), (20), (27), (28) und (29)
bzw. die Leitungen (13) und (14) für das Fluidisierungsgas jeweils mit
Regel- bzw. Absperrorganen (16), (57) und (58) verbunden sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924202895 DE4202895C2 (de) | 1992-02-01 | 1992-02-01 | Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer zirkulierenden Wirbelschicht |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924202895 DE4202895C2 (de) | 1992-02-01 | 1992-02-01 | Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer zirkulierenden Wirbelschicht |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4202895A1 DE4202895A1 (de) | 1993-08-05 |
| DE4202895C2 true DE4202895C2 (de) | 1997-09-18 |
Family
ID=6450770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19924202895 Expired - Fee Related DE4202895C2 (de) | 1992-02-01 | 1992-02-01 | Vorrichtung zum Verbrennen kohlenstoffhaltiger Brennstoffe in einer zirkulierenden Wirbelschicht |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4202895C2 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19711306A1 (de) * | 1997-03-18 | 1998-09-24 | Karl Bay | BioFluid Wirbelschichtfeuerung für problematische Brennstoffe, insbesondere Biomasse |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3417978A (en) * | 1965-09-17 | 1968-12-24 | Ube Industries | Method and apparatus for the gasification and combustion of liquid fuel in a fluidized bed |
| US3737283A (en) * | 1971-11-26 | 1973-06-05 | Fuller Co | Fluidized solids reactor |
| DE2539546C3 (de) * | 1975-09-05 | 1985-10-24 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien |
| DE2948482A1 (de) * | 1979-12-01 | 1981-06-19 | Ferdinand Lentjes, Dampfkessel- und Maschinenbau, 4000 Düsseldorf | Wirbelschichtverfahren |
| IE51626B1 (en) * | 1980-08-18 | 1987-01-21 | Fluidised Combustion Contract | A fluidised bed furnace and power generating plant including such a furnace |
| CH656936A5 (de) * | 1982-04-26 | 1986-07-31 | Sulzer Ag | Dampferzeuger mit wirbelschichtfeuerung. |
| SU1105729A1 (ru) * | 1983-03-17 | 1984-07-30 | Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт | Топка с кип щим слоем |
| US4969404A (en) * | 1989-04-21 | 1990-11-13 | Dorr-Oliver Incorporated | Ash classifier-cooler-combustor |
-
1992
- 1992-02-01 DE DE19924202895 patent/DE4202895C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4202895A1 (de) | 1993-08-05 |
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