CN101745297B - 垃圾焚烧炉尾气处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾焚烧炉尾气处理装置，它包括急冷反应塔和布袋除尘器；急冷反应塔包括塔体和灰斗I；塔体上设有双流喷枪；布袋除尘器包括除尘装置和反应助剂提供装置；除尘装置包括除尘器本体和灰斗II；灰斗I的尾气出口通过进气管道与灰斗II的进气口连接；除尘器本体内安装有除尘布袋；反应助剂提供装置包括消石灰储槽和反应助剂储槽，消石灰储槽和反应助剂储槽通过管道依次与三通、反应药剂喷射器、药剂输送管道连接，药剂喷射管道一端与罗茨鼓风机连接，另一端与进气管道连接。对垃圾焚烧炉尾气中的氯化氢、二氧化硫等酸性气体和二恶英、重金属等有毒有害成分的吸收和去除率可达95％，且具有运行成本低、使用寿命长的优点。
Description
(一)技术领域：
本发明涉及锅炉尾气处理装置，具体涉及垃圾焚烧炉尾气处理装置。
(二)背景技术：
现在，垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径，我国的一些发达城市也开始采用垃圾焚烧进行发电。但是，垃圾焚烧炉尾气中含有大量的氯化氢，二氧化硫等酸性气体和二恶英、重金属等有毒有害组分。目前国内垃圾焚烧炉尾气的处理主要是采用半干法，半干法就是在尾气吸收塔中用石灰浆吸收有毒有害组分的方法。半干法存在下述问题：1、石灰浆制作系统复杂，投资成本高。2、石灰浆输送和喷淋系统的磨损严重，而且耗能高，运行成本高。3、由于石灰浆的使用，容易造成反应塔和烟道的结垢堵塞，清理困难。4、石灰浆的使用也容易造成布袋表面的板结，影响气体流动。5、由于中和反应是石灰浆与有害物质在反应塔中流动状态下进行，碰撞几率低，对有害物质的吸收率较低。6、在二恶英二次生成的200℃-240℃之间停留时间过长，容易造成二恶英的二次生成。
(三)发明内容：
本发明的目的在于提供一种运行成本低、使用寿命长、对有毒有害成分吸收效果好、维修方便并能有效阻止二恶英二次生成的垃圾焚烧炉尾气处理装置。
为达到上述目的，本发明所述的一种垃圾焚烧炉尾气处理装置包括急冷反应塔和布袋除尘器；所述的急冷反应塔包括内部为空腔的塔体和带有空腔的呈倒锥台体的灰斗I；塔体下部为开口，灰斗I的上部设有大、小两个开口，灰斗I上部的大开口与塔体下部的开口相通并固定连接，灰斗I的上部的小开口为尾气出口；灰斗I的下部设有出灰口，灰斗I下部的出灰口与第一螺旋式灰尘排出机相通并固定连接；塔体上部的侧壁上设有尾气进口；在尾气进口下方塔体内空腔的横断面上均匀分布有网格状的尾气分流导向板；在所述的尾气分流导向板下方塔体的侧壁上分布有若干个双流喷枪，双流喷枪的气体进口在塔体外通过管道与空压机连接，双流喷枪的液体进口在塔体外与进水管连接；所述的布袋除尘器包括除尘装置和反应助剂提供装置；除尘装置包括内部为空腔的除尘器本体和固定安装在除尘器本体下与除尘器本体的空腔相通的呈倒锥台形的灰斗II；灰斗II的侧壁上设有进气口和维修孔；急冷反应塔下灰斗I的尾气出口通过进气管道与除尘装置下灰斗II侧壁上的进气口连接；灰斗II的下部设有出灰口，灰斗II下部的出灰口与第二螺旋式灰尘排出机相通并固定连接；除尘器本体上部的侧壁上设有出气口；在出气口下方除尘器本体内空腔的横断面上设有分隔板，分隔板将除尘器本体的空腔分为上、下两个腔，分隔板上横、纵向均匀排列有若干个安装孔，若干个管形多孔状的滤笼自除尘器本体内分隔板下方的空腔中安装在每个安装孔上，每个滤笼外均套装有除尘布袋；反应助剂提供装置包括下部均呈倒锥台形并设有开口的消石灰储槽和反应助剂储槽，消石灰储槽下部的开口和第一螺旋输送机连接，反应助剂储槽下部的开口和第二螺旋输送机连接，消石灰储槽下的第一螺旋输送机和反应助剂储槽下的第二螺旋输送机位置相对，第一螺旋输送机和第二螺旋输送机的出口均通过管道与三通连接，三通的另一个连接口通过管道与反应药剂喷射器的药剂进口连接，反应药剂喷射器的喷射口与药剂输送管道中部相通连接，药剂喷射管道一端与罗茨鼓风机连接，另一端与进气管道连接。
所述的灰斗I的空腔中设有电加热器。
在所述的急冷反应塔的尾气分流导向板下方塔体的侧壁上分布有若干个穿过侧壁的前端为开口的保护套管，双流喷枪安装在保护套管内；所述的双流喷枪的外壁与保护套管的内壁之间设有一定的间隙，在塔体外的保护套管上设有与保护套管内壁相通的支管，支管通过管道与空气加热器的气体出口连接，空气加热器的气体进口与风机连接。
在所述的布袋除尘器的除尘器本体外部设有高压气包，高压气包上均匀排列有若干个出气口，每个出气口均与气压管连接，每个气压管均从除尘器本体外部伸入到除尘器本体内分隔板上方的空腔中并与分隔板上的安装孔的位置相对应，气压管在除尘器本体内的端口为封闭状，气压管朝分隔板上安装孔的位置设有开孔，在除尘器本体外部的每个气压管上均设有脉冲电磁阀。
由于采用了上述技术方案，本发明所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置的垃圾焚烧炉尾气首先在急冷反应塔通过双流喷枪喷射出的高度雾化的微小水滴的气化来吸收垃圾焚烧炉尾气的热量，使垃圾焚烧炉尾气的温度急剧下降，可以降低进入布袋除尘器气体的温度，减少固体悬浮物的量，有效阻止二恶英的二次生成，延长布袋除尘器的使寿命。然后经过降温的垃圾焚烧炉尾气在进气管道中与罗茨鼓风机从药剂输送管道吹入的由反应药剂喷射器喷射的高度雾化的消石灰和用于吸附有害气体的多孔性反应助剂充分混合一同进入布袋除尘器下部的空腔中，由于在进气管道中垃圾焚烧炉尾气与消石灰和反应助剂充分混合，增大了消石灰和反应助剂与垃圾焚烧炉尾气的接触面积，提高了对垃圾焚烧炉尾气中有毒有害气体吸收效果，可对垃圾焚烧炉尾气中的氯化氢、二氧化硫等酸性气体和二恶英、重金属等有毒有害成分进行有效的吸收，对垃圾焚烧炉尾气中有毒有害气体的去除效率可达95％，且具有运行成本低、使用寿命长的优点。
(四)附图说明：
图1是本发明所述垃圾焚烧炉尾气处理装置的结构示意图；
图2是图1所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中急冷反应塔的结构示意图；
图3是图2所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中急冷反应塔沿A-A线的剖视图；
图4是图2所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中急冷反应塔的双流喷枪部分的局放大结构示意图；
图5是图1所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中布袋除尘器的除尘装置的结构示意图；
图6是图5所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中布袋除尘器的除尘装置中除尘布袋部分的局部放大结构示意图；
图7是图5所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中布袋除尘器的除尘装置的右视局部放大结构示意图；
图8是图5所示垃圾焚烧炉尾气处理装置中布袋除尘器的除尘装置部分的俯视结构示意图。
(五)具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
由图1、图2、图3和图4可见，本发明所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置包括急冷反应塔和布袋除尘器；布袋除尘器包括除尘装置和反应助剂提供装置。所述的急冷反应塔包括内部为空腔的塔体1和带有空腔的呈倒锥台体的灰斗I 2，塔体1和灰斗I 2安装在支架上，塔体1下部为开口，灰斗I 2的上部设有大、小两个开口，灰斗I 2上部的大开口与塔体1下部的开口相通并固定连接，灰斗I 2上部的小开口为尾气出口3，灰斗I 2的下部设有出灰口，灰斗I 2下部的出灰口与第一螺旋式灰尘排出机4相通并固定连接；灰斗I 2的空腔中还可设置支架，支架上设有电加热器5；塔体1上部的侧壁上设有尾气进口6；在尾气进口6下方塔体1内空腔的横断面上均匀分布有网格状的尾气分流导向板7；在所述的尾气分流导向板7下方塔体1的侧壁上分布有若干个穿过侧壁的前端为开口的保护套管9，保护套管9一般为不锈钢材料制成，双流喷枪8安装在保护套管9内；双流喷枪8也可以直接安装在尾气分流导向板7下方塔体1的侧壁上；双流喷枪8的气体进口在塔体1外通过管道与空压机连接，双流喷枪8的液体进口在塔体1外与进水管连接，双流喷枪8通过空压机将水喷入塔体1内可保证进入塔体1内的水高度分散雾化，增加了水与垃圾焚烧炉高温尾气的接触面积，提高降温效果；所述的双流喷枪8的外壁与保护套管9的内壁之间设有一定的间隙，在塔体1外的保护套管9上设有与保护套管9内壁相通的支管，支管通过管道与空气加热器10的气体出口连接，空气加热器10的气体进口通过管道与风机11连接；风机11将经过空气加热器10加热后的空气通过管道吹到双流喷枪8的外壁与保护套管9的间隙间和前端，在双流喷枪8的周围和前端形成一层温度较高的保护气体，使双流喷枪8与急冷反应塔内的垃圾焚烧炉尾气隔离并保持一定的温度，防止腐蚀性的垃圾焚烧炉尾气在双流喷枪8的表面凝结造成低温腐蚀，提高了双流喷枪8的使用寿命。塔体1上部的侧壁上还设有检修孔和观察孔，以便于观察设备的运行情况和对设备进行维修和保养。
由图1、图5、图6、图7和图8可见，所述的布袋除尘器包括除尘装置和反应助剂提供装置；除尘装置包括内部为空腔的除尘器本体12和固定安装在除尘器本体12下与除尘器本体12的空腔相通的呈倒锥台形的灰斗II 13，除尘器本体12和灰斗II 13均安装在支架上；灰斗II 13的侧壁上设有进气口15和维修孔，灰斗II 13侧壁上的维修孔由盖板通过螺栓封闭，主要用于对布袋除尘器进行维修；急冷反应塔下灰斗I 2的尾气出口3通过进气管道16与除尘装置下灰斗II 13侧壁上的进气口15连接；灰斗II 13的下部设有出灰口，灰斗II 13下部的出灰口与第二螺旋式灰尘排出机14相通并固定连接，用于排出沉集物；除尘器本体12上部的侧壁上设有出气口17，在出气口17下方除尘器本体12内空腔的横断面上设有分隔板18，分隔板18将除尘器本体12的空腔分为上、下两个腔，分隔板18上横、纵向均匀排列有若干个安装孔19，若干个管形多孔状的滤笼20自除尘器本体12内分隔板18下方的空腔中安装在每个安装孔19上，每个滤笼20外均套装有除尘布袋21，除尘布袋21一般由玻璃纤维制成，具有耐高温、耐腐蚀的特点；反应助剂提供装置包括下部均呈倒锥台形并设有开口的消石灰储槽22和反应助剂储槽23，消石灰储槽22和反应助剂储槽23均安装在支架上；消石灰储槽22内储有石灰水，即氢氧化钙水溶液，主要用于吸收氯化氢，二氧化硫等酸性气体；反应助剂储槽23内储有反应助剂，反应助剂是具有比表面积较大和比重较小的多孔性物质，一般为活性炭粉、硅藻土等多孔高吸附性物质，主要用于吸收二恶英、重金属等有毒有害成分；消石灰储槽22下部的开口和第一螺旋输送机24连接，反应助剂储槽23下部的开口和第二螺旋输送机25连接，消石灰储槽22下部的第一螺旋输送机24和反应助剂储槽23下部的第二螺旋输送机25可分别设置，也可采用一台双轴双向螺旋输送机，消石灰储槽22下的第一螺旋输送机24和反应助剂储槽23下的第二螺旋输送机25位置相对，第一螺旋输送机24和第二螺旋输送机25的出口均通过管道与三通连接，三通的另一个连接口通过管道与反应药剂喷射器26的药剂进口连接，反应药剂喷射器26的喷射口与药剂输送管道中部相通连接，反应药剂喷射器26可将消石灰和反应助剂喷射到药剂输送管道中，药剂喷射管道一端与罗茨鼓风机27连接，另一端与进气管道16连接。由于罗茨鼓风机27具有强劲的送风能力，罗茨鼓风机27可将进入药剂输送管道中的消石灰和反应助剂高速吹入进气管道16并与垃圾焚烧炉尾气充分混合。
经过一段时间的工作，随着消石灰和反应助剂用量的不断加大，失效的消石灰、反应助剂以及被其吸收的混合物会在除尘布袋21的表面形成一层垢，影响着除尘布袋21的透气性，阻碍了垃圾焚烧炉尾气的顺畅流动，也降低了消石灰、反应助剂对垃圾焚烧炉尾气中有毒有害气体的吸收能力，为了及时清除除尘布袋21表面的垢，在所述的除尘器本体12外部设有高压气包28，高压气包28与空压机连接，高压气包28上均匀排列有若干个出气口，每个出气口均与气压管29连接，每个气压管29均从除尘器本体12外部伸入到除尘器本体12内分隔板18上方的空腔中并与分隔板18上的安装孔19的位置相对应，气压管29在除尘器本体12内的端口为封闭状，气压管29朝分隔板18上安装孔19的位置设有开孔30，在除尘器本体12外部的每个气压管29上均设有脉冲电磁阀31，通过电路可对脉冲电磁阀31的开合进行控制。
工作时，垃圾焚烧炉尾气通过管道从急冷反应塔的塔体1上部的侧壁上的尾气进口6进入塔体1的空腔内，由尾气进口6下方塔体内空腔的横断面上均匀分布的网格状尾气分流导向板7引导自上而下均匀地流动，设在尾气分流导向板7下方塔体1侧壁上的若干个双流喷枪8由空压机将水分散成高度雾化的微小水滴向塔体1内喷射，由于水滴高度分散，增大了水滴的气化面积，提高了降温速度和降温效果，可使垃圾焚烧炉的高温尾气迅速降温至150℃-170℃左右，减小了二恶英在200℃——240℃之间的二次生成的机会，垃圾焚烧炉尾气中的固体悬浮物由于吸收水份而沉集在灰斗I 2的底部，由第一螺旋式灰尘排出机4排出；灰斗I 2空腔中设有的电加热器5可对沉集在灰斗I 2中的固体悬浮物进行加热，防止沉集在灰斗I 2中的固体悬浮物固化结块，使沉集的固体悬浮物由第一螺旋式灰尘排出机4排出更为顺畅，通过降温和除去大部分固体悬浮物的垃圾焚烧炉尾气从灰斗I 2的上部的尾气出口3排出通过进气管道16从灰斗II 13的侧壁上的进气口15进入布袋除尘器。
垃圾焚烧炉尾气从灰斗灰斗I 2的上部的尾气出口3排出通过进气管道16从灰斗II13的侧壁上的进气口15进入布袋除尘器之前，由于进气管道16与药剂输送管道连接，垃圾焚烧炉尾气已与从药剂输送管道进入的一定量的消石灰、反应助剂充分混合。消石灰、反应助剂的用量可根据垃圾焚烧炉尾气的量设定，并通过电路控制消石灰储槽22下部的第一螺旋输送机24和反应助剂储槽23下部的第二螺旋输送机25的输送速度来实现；消石灰由消石灰储槽22下部的开口通过第一螺旋输送机24、反应助剂由反应助剂储槽23下部的开口通过第二螺旋输送机25分别经过管道进入三通，从三通进入反应药剂喷射器26的药剂进口，消石灰和反应助剂经过反应药剂喷射器26的喷射口喷入药剂输送管道中部，罗茨鼓风机27将进入药剂输送管道中的消石灰和反应助剂高速吹入进气管道16中并与垃圾焚烧炉尾气充分混合，经过充分混合的垃圾焚烧炉尾气和消石灰、反应助剂从灰斗II 13侧壁上的进气口15进入除尘装置并随气流上升进入除尘器本体12内分隔板18下方的空腔中，在垃圾焚烧炉尾气和消石灰、反应助剂的混合流动过程中，由于垃圾焚烧炉尾气和消石灰、反应助剂的混合程度较高，接触面较大，消石灰与垃圾焚烧炉尾气中的大部分氯化氢、二氧化硫反应生成氯化钙和亚硫酸钙，反应助剂通过其高吸附性将垃圾焚烧炉尾气中的大部分二恶英、重金属等有毒有害成分吸收，同时上升气流中的消石灰、反应助剂会在除尘布袋21的表面形成一层消石灰、反应助剂的混合膜，垃圾焚烧炉尾气在依次通过除尘布袋21、滤笼20和分隔板18上的安装孔19进入除尘器本体12内分隔板18上方的空腔中时，垃圾焚烧炉尾气中剩余的氯化氢、二氧化硫和二恶英、重金属等有毒有害成分在通过除尘布袋21时被除尘布袋21的表面的消石灰、反应助剂混合膜吸收，同时垃圾焚烧炉尾气中的固体悬浮物也被消石灰、反应助剂混合膜吸附，此时进入除尘器本体12内分隔板18上方的空腔中的垃圾焚烧炉尾气已是洁净的气体，然后经过除尘器本体12上部侧壁上的出气口17排入大气中。
经过一段时间的工作，失效的消石灰、反应助剂以及被其吸附的固体悬浮物等混合物在除尘布袋21的表面形成一层垢，影响着除尘布袋21的透气性，阻碍了垃圾焚烧炉尾气的顺畅流动，这时通过控制电路打开每个气压管29上的脉冲电磁阀31，高压气体从高压气包28经过气压管29进入除尘器本体12内分隔板18上方的空腔中并从气压管29朝分隔板18上的安装孔19设置的开孔30中喷出，高压气体可将着附在除尘布袋21的表面的垢冲下，使其脱离除尘布袋21的表面落入灰斗II 13并由第二螺旋式灰尘排出机14排出。清理除尘布袋21表面的垢后，恢复其透气性，布袋除尘器可继续进行除尘工作。
本发明所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置的垃圾焚烧炉尾气首先在急冷反应塔通过双流喷枪喷射出的高度雾化的微小水滴的气化来吸收垃圾焚烧炉尾气的热量，使垃圾焚烧炉尾气的温度急剧下降，可以降低进入布袋除尘器气体的温度，减少固体悬浮物的量，有效阻止二恶英的二次生成，延长布袋除尘器的使寿命。然后经过降温的垃圾焚烧炉尾气在进气管道16中与罗茨鼓风机27从药剂输送管道吹入的由反应药剂喷射器26喷射的高度雾化的消石灰和用于吸附有害气体的多孔性反应助剂充分混合一同进入布袋除尘器下部的空腔中，由于在进气管道16中垃圾焚烧炉尾气与消石灰和反应助剂充分混合，增大了消石灰和反应助剂与垃圾焚烧炉尾气的接触面积，提高了对垃圾焚烧炉尾气中有毒有害气体吸收效果，可对垃圾焚烧炉尾气中的氯化氢、二氧化硫等酸性气体和二恶英、重金属等有毒有害成分进行有效的吸收，对垃圾焚烧炉尾气中有毒有害气体的去除效率可达95％，且具有运行成本低、使用寿命长的优点。
本发明所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置的大小根据需要处理的垃圾焚烧炉尾气量的多少进行设定，如果需要处理的垃圾焚烧炉尾气的量过大，也可采用多组除尘装置并联的方式同时进行垃圾焚烧炉尾气的处理工作。
Claims (4)
1.一种垃圾焚烧炉尾气处理装置，其特征是：所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置包括急冷反应塔和布袋除尘器；所述的急冷反应塔包括内部为空腔的塔体(1)和带有空腔的呈倒锥台体的灰斗I(2)；塔体(1)下部为开口，灰斗I(2)的上部设有大、小两个开口，灰斗I(2)上部的大开口与塔体(1)下部的开口相通并固定连接，灰斗I(2)的上部的小开口为尾气出口(3)；灰斗I(2)的下部设有出灰口，灰斗I(2)下部的出灰口与第一螺旋式灰尘排出机(4)相通并固定连接；塔体(1)上部的侧壁上设有尾气进口(6)；在尾气进口(6)下方塔体(1)内空腔的横断面上均匀分布有网格状的尾气分流导向板(7)；在所述的尾气分流导向板(7)下方塔体(1)的侧壁上分布有若干个双流喷枪(8)，双流喷枪(8)的气体进口在塔体(1)外通过管道与空压机连接，双流喷枪(8)的液体进口在塔体(1)外与进水管连接；所述的布袋除尘器包括除尘装置和反应助剂提供装置；除尘装置包括内部为空腔的除尘器本体(12)和固定安装在除尘器本体(12)下与除尘器本体(12)的空腔相通的呈倒锥台形的灰斗II(13)；灰斗II(13)的侧壁上设有进气口(15)和维修孔；急冷反应塔下灰斗I(2)的尾气出口(3)通过进气管道(16)与除尘装置下灰斗II(13)侧壁上的进气口(15)连接；灰斗II(13)的下部设有出灰口，灰斗II(13)下部的出灰口与第二螺旋式灰尘排出机(14)相通并固定连接；除尘器本体(12)上部的侧壁上设有出气口(17)；在出气口(17)下方除尘器本体(12)内空腔的横断面上设有分隔板(18)，分隔板(18)将除尘器本体(12)的空腔分为上、下两个腔，分隔板(18)上横、纵向均匀排列有若干个安装孔(19)，若干个管形多孔状的滤笼(20)自除尘器本体(12)内分隔板(18)下方的空腔中安装在每个安装孔(19)上，每个滤笼(20)外均套装有除尘布袋(21)；反应助剂提供装置包括下部均呈倒锥台形并设有开口的消石灰储槽(22)和反应助剂储槽(23)，消石灰储槽(22)下部的开口和第一螺旋输送机(24)连接，反应助剂储槽(23)下部的开口和第二螺旋输送机(25)连接，消石灰储槽(22)下的第一螺旋输送机(24)和反应助剂储槽(23)下的第二螺旋输送机(25)位置相对，第一螺旋输送机(24)和第二螺旋输送机(25)的出口均通过管道与三通连接，三通的另一个连接口通过管道与反应药剂喷射器(26)的药剂进口连接，反应药剂喷射器(26)的喷射口与药剂输送管道中部相通连接，药剂喷射管道一端与罗茨鼓风机(27)连接，另一端与进气管道(16)连接。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置，其特征是：所述的灰斗I(2)的空腔中设有电加热器(5)。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置，其特征是：在所述的急冷反应塔的尾气分流导向板(7)下方塔体(1)的侧壁上分布有若干个穿过侧壁的前端为开口的保护套管(9)，双流喷枪(8)安装在保护套管(9)内；所述的双流喷枪(8)的外壁与保护套管(9)的内壁之间设有一定的间隙，在塔体(1)外的保护套管(9)上设有与保护套管(9)内壁相通的支管，支管通过管道与空气加热器(10)的气体出口连接，空气加热器(10)的气体进口与风机(11)连接。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧炉尾气处理装置，其特征是：在所述的布袋除尘器的除尘器本体(12)外部设有高压气包(28)，高压气包(28)上均匀排列有若干个出气口，每个出气口均与气压管(29)连接，每个气压管(29)均从除尘器本体(12)外部伸入到除尘器本体(12)内分隔板(18)上方的空腔中并与分隔板(18)上的安装孔(19)的位置相对应，气压管(29)在除尘器本体(12)内的端口为封闭状，气压管(29)朝分隔板(18)上安装孔(19)的位置设有开孔(30)，在除尘器本体(12)外部的每个气压管(29)上均设有脉冲电磁阀(31)。
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- 2008-12-17 CN CN2008102339522A patent/CN101745297B/zh active Active
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