CN102087029A - 废热回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废热回收系统,能够有效利用VOC处理装置排放的热能,实现环保和节能。利用燃烧运转时产生VOC的设备所产生的VOC并进行高温分解的VOC处理装置所排放的废气的热能,由废气吸收式冷热水发生机制造冷水或热水。该冷水或热水用到厂内的空调设备或VOC发生机的冷却器,实现环保和节能。VOC处理装置排放的洁净废气导入废气吸收式冷热水发生机,因此还能保持废气吸收式冷热水发生机的耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及一种废热回收系统。更具体是涉及处理凹版印刷机或与半导体生产的相关设备所产生的挥发性有机溶剂(以下简称“VOC”)的燃烧式VOC处理装置,利用燃烧式VOC处理装置所排放废热的空调设备系统,以及利用胶印机等燃烧式除臭装置所排放废热的空调设备系统和印刷机冷却系统。
背景技术
凹版印刷机或与半导体生产的相关设备或胶印机等,会产生含有VOC气体。由于VOC助长全球变暖,因此它受大气污染防治法的限制,且其恶臭会影响附近居民。所以,含VOC气体需经燃烧式VOC处理装置或燃烧式除臭装置通过燃烧后高温分解,再排放入大气。
这种胶印机的第一种现有技术,是用于印刷机对两种液体进行温度调节的印刷机温度调节装置。第一液体是湿式胶印用的润版液,第二液体是胶印机的冷却水。印刷机温度调节装置具有冷却装置,该冷却装置配备有第一液体流通的第一液体回路、设置在第一液体回路的第一热交换器和第一泵;第二液体流通的第二液体回路、设置在第二液体回路的第二热交换器和第二泵;以及用第一热交换器和第二热交换器对第一液体和第二液体进行冷却的致冷剂回路。致冷剂回路通过延伸到第一热交换器内,与延伸到第一热交换器内的第一液体回路进行热能交换。第一液体回路延伸到了第一热交换器以及第二热交换器内。第二液体回路由此方式通过延伸到第二热交换器内,与第一液体回路进行热能交换(专利文献1)。
该第一种现有技术中,温度调节装置可选择性地用于湿式胶印和干式胶印,干式胶印时,具有对湿式胶印用的润版液进行加热或冷却的能力。
另外,这种印刷机的第二种现有技术是利用烘干箱主体烘干印刷品的油墨而产生的含VOC气体通过燃烧式除臭装置进行除臭后排放入大气的印刷机的烘干箱。印刷机的烘干箱在除臭装置排放的高温废气的通过位置设有蓄热装置,运行烘干时,将除臭装置排放的气体热量蓄积在蓄热装置中。同时,印刷机的烘干箱在烘干运行期间的预热运行时,将蓄积在蓄热装置中的热释放到除臭装置(专利文献2)。
该第二种现有技术中,由于燃烧式的除臭装置所产生的余热蓄积在蓄热装置中,在运行烘干期间的预热运行时,蓄积在蓄热装置中的热释放到了除臭装置,因此能够有效利用除臭后废气所具有的剩余热量。所以,能够减少除臭装置所使用的燃料。
专利文献1
日本专利公开第H08-52852号公报
专利文献2
日本专利公开第H11-291454号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
上述湿式、干式胶印机均配备有强制冷却辊的冷却装置和对印刷品油墨烘干时产生的含VOC气体进行除臭的燃烧式除臭装置。辊的冷却使用冷却装置制造所需温度的冷却水并使其循环,另一方面,用除臭装置除臭后的高温废气直接排放。因此,第一种现有技术就是在湿式的印刷机上用冷却装置将润版液冷却后使用,该冷却装置一般由电能驱动。而对于对烘干油墨而产生的含VOC气体的处理,第一种现有技术根本未提及。
第二种现有技术就是用燃烧式除臭装置对烘干印刷品油墨而产生的含有VOC气体进行除臭后排放。其构成是燃烧式除臭装置所产生的余热蓄积在蓄热装置中,在运行烘干期间的预热运行时,蓄积在蓄热装置中的热释放到除臭装置,有效利用除臭后的高温废气所具有的剩余热量进行燃烧。然而,第二种现有技术中,即便能够除臭,依然会向外部释放燃烧后达250~400℃的高温废气,结果是对环境产生恶劣的影响。
所以,上述任何公知技术都没有对印刷机采取独特的热措施或节能措施。由此,本发明提供了一种废热回收系统,有效利用VOC处理装置排放的热能,实现环保和节能。
解决技术问题的技术手段
作为解决技术问题的技术方案,本发明利用VOC处理装置燃烧从产生VOC的设备运转时所产生的VOC,并使其在高温下进行成分分解所排放的废气的热能,由废气吸收式冷热水发生机制造冷水或热水。或者采用废气吸收式制冷机利用从VOC处理装置排放的废气的热能制造冷水。或者将从VOC处理装置排放的废气用于制造高温水,采用吸收式制冷机利用高温水的热能制造冷水。将该冷水或热水用到厂内的空调设备或产生VOC的设备的冷却器上,实现环保和节能。
而且,由于VOC处理装置排放的废气导入废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机,因此可保持废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机的耐久性。这里,VOC处理装置排放的废气不同于单纯的废气,而是VOC在高温下被分解成分的有害成分含量少的废气。
本发明所述产生VOC的设备是胶印机、凹版印刷机或半导体生产的相关设备。所述VOC处理装置是燃烧式除臭装置、燃烧式VOC处理装置或蓄热燃烧式VOC处理装置。燃烧式除臭装置排放的废气温度一般为250~400℃,燃烧式VOC处理装置或蓄热燃烧式VOC处理装置排放的废气温度一般为800℃左右,因此废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机或吸收式制冷机能够有效利用燃烧式除臭装置、燃烧式VOC处理装置或蓄热燃烧式VOC处理装置排放的热能。
所述产生VOC的设备包括对印刷机的辊进行冷却的冷却器,是利用废气吸收式制冷机或吸收式制冷机所制造的冷水对辊进行冷却。所述废气吸收式制冷机或吸收式制冷机还包括冷水缓冲箱,废气吸收式制冷机或吸收式制冷机所制造的冷水贮存在冷水缓冲箱,冷水在该冷水缓冲箱与冷却器之间循环,从而能够使供给到冷却器的冷水的温度几乎保持恒定。
本发明所述厂内的空调设备通过使冷水或热水在与贮存废气吸收式冷热水发生机所制造的冷水或热水的冷热水缓冲箱之间循环来对厂内进行空气调节,从而能够使供给到空调设备的冷水或热水的温度几乎保持恒定。
本发明所述VOC处理装置排放的废气通过废气导管导废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机。所述VOC处理装置排放的废气通过吸气风扇对废气导管内进行吸气,并导入废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机。
驱动所述吸气风扇,使所述废气导管的温度维持在低于VOC处理装置排放废气的温度20~40℃。所以能够防止外部空气从烟囱的开口经过废气导管而导入废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机。还有,设置20~40℃的范围,是为了让吸气风扇的驱动更加稳定。
所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机或吸收式制冷机上连接有直接燃烧用燃油管路供给直接燃烧用的燃料,从而即使在产生VOC的设备不运转、废气未从VOC处理装置排放的状态下,也能够使废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机或吸收式制冷机运作,因此能够保持对厂内进行空气调节,或者对印刷机的辊进行冷却。
所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机或吸收式制冷机的制冷是通过在低压容器内蒸发致冷剂,靠其吸收汽化热来制造冷水,使吸收液吸收汽化的致冷剂,用第一热交换器对吸收了该致冷剂的吸收液进行加热,来蒸发致冷剂,再生吸收液的,废气导管将VOC处理装置排放的废气导入废气吸收式制冷机的第一热交换器,因此,能够通过废气的热能,对吸收了致冷剂的吸收液进行加热,回收利用吸收液。
所述烟囱上设置有第二热交换器,在连接该第二热交换器的高温水循环管内循环的高温水被导入吸收式制冷机,从而能够将VOC处理装置排放的热能有效利用于产生VOC的设备的冷却器上。
发明的技术效果
根据本发明涉及的废热回收系统,特别是在印刷机或半导体生产的相关设备所具有的独特构成中,将VOC处理装置所产生的高温废气用作厂内的空调设备的热源,从而消除以前用燃烧式的VOC处理装置进行高温分解后废弃到外部的高温废气对外部环境造成的恶劣影响。而且,该高温废气用作厂内的空调设备的热源,不需使用电冷暖气设备,因此它具有优异的效果,不仅有助于抑制全球变暖气体(氟利昂气)的排放,而且实现了环保节能。
附图说明
图1是本发明实施例一的废热回收系统的构成简图。
图2是本发明实施例二的废热回收系统的构成简图。
图3是本发明实施例三的废热回收系统的构成简图。
标号说明
1:胶印机(产生VOC的设备),2:冷却器、3、5、7:循环管,4:冷水缓冲箱,6:废气吸收式制冷机,8:冷却塔,9:燃烧式的除臭装置(VOC处理装置),10:导管,11:烟囱,12:风管(废气导管),13:马达风闸,14:第一温度传感器,15:吸气风扇,16:第二热交换器,17、18:高温水循环管,19、20、21、22:循环泵,23:废气管,24风扇,28:压力传感器、61:吸收式冷冻机,30:凹版印刷机,39:VOC处理装置,60:废气吸收式冷热水发生机,141:第二温度传感器
具体实施方式
根据图纸说明本发明的几个具体实施方式。
实施例一
实施例一的废热回收系统如图1所示。本具体实施方式中,产生VOC的设备是胶印机。胶印机1上设置有冷却辊的冷却器2。在冷却器2上,通过循环管3,连接有冷水缓冲箱4。冷水缓冲箱4上,通过循环管5,连接有废气吸收式制冷机6。废气吸收式制冷机6上,通过循环管7,连接有冷却塔8。此外,图中20、21、22是循环泵。
胶印机1上设有烘干功能以烘干印刷品的油墨。胶印机1上设有燃烧式的除臭装置9,作为对通过该烘干功能烘干油墨而产生的含有臭气的VOC气体进行除臭的VOC处理装置。燃料通过导管10而导入除臭装置9,比如城市煤气和液化气或重油等。并且在除臭装置9内燃烧该燃料,以燃烧的方式除去含VOC气体的臭气。除臭装置9排放的废气,用由变频马达驱动的风扇24,通过烟囱11,排放到外部空气。通过除臭装置9内的燃烧温度控制驱动风扇24的变频马达的转速。
在烟囱11的中途连接作为废气导管的风管12的一端,该风管12的另一端连接在废气吸收式制冷机6上。
烟囱11在风管12连接部分的下侧安装有第一温度传感器14,在风管12的上侧也安装有压力传感器28。
风管12上还设有可调节流经风管12内的废气量的马达风闸13。马达风闸13下流侧还设有第二温度传感器141。
废气吸收式制冷机6上设有能够通过变频器控制及调节废气量的吸气风扇15,以便从烟囱11导入废气,并排放到外部。该吸气风扇15由变频马达和该变频马达驱动的风扇等组成。
以下就本具体实施方式的废热回收系统的工作加以说明。
首先,胶印机1具有烘干功能以烘干印刷的印刷品的油墨,用燃烧式的除臭装置9对烘干油墨而产生的含有VOC臭气的气体进行除臭后,排放到外部。由于除臭装置9中燃烧废气的温度将达到250~400℃左右,本发明废热回收系统不是将其高温废气直接排放到外部,而是用作冷却辊的冷却能源。
当胶印机1开始运行时,除臭装置9即开始燃烧。并且,第一温度传感器14一但检测到废气温度达到235℃以上,控制装置(图中未示出)便使风闸13处于开状态,并驱动吸气风扇15,从而使得废气经过风管12导入废气吸收式制冷机6。
当第一温度传感器14和第二温度传感器141的温度差不足20~40℃之间的指定温度(例如35摄氏度)的时候,控制装置控制吸气风扇15的驱动力比较大。与之相对的,当第一温度传感器14和第二温度传感器141之间的温度差为前述指定温度之上的时候,控制装置控制吸气风扇15的驱动力比较小。因而,控制装置驱动控制吸气风扇15,以便于将第一温度传感器14和第二温度传感器141的温度差维持在大约20~40℃左右。由此,能够防止外部空气从烟囱11的开口经过风管12导入废气吸收式制冷机6。
胶印机1未运转时,由于不会产生废气,此时,城市煤气或液化气等燃气或重油燃料将通过直接燃烧用燃油管路31供给到废气吸收式制冷机6,进行直接燃烧运行。
废气量少时,废气与直接燃烧可同步运行。
废气吸收式制冷机6使用温度较高的废气通过第一热交换器对吸收了致冷剂的吸收液进行加热,比如吸收了水等致冷剂的溴化锂等物质的吸收液,加热只蒸发致冷剂。蒸发的致冷剂再次还原成液体后,向蒸发器输送该致冷剂,在低压容器内进行喷射(喷雾),致冷剂在蒸发器中对被冷却物,即在循环管5中循环的水,进行冷却,致冷剂吸热蒸发。接着,蒸发的致冷剂在真空容器内(吸收器内)被吸收液吸收,吸收了致冷剂的吸收液被在循环管7内循环、经由冷却塔8的液体冷却和液化。废气吸收式制冷机6通过对吸收了致冷剂的吸收液重新加热后,只蒸发致冷剂,该蒸发的致冷剂还原成液体后,输送至蒸发器对在循环管5中循环的水进行冷却,如此依次反复进行,来制造冷水。
由于燃气或重油燃料能够从直接燃烧用燃油管路31供给到废气吸收式制冷机6,因此胶印机1即便未运转时,也能够对吸收液进行加热。也就是说,废气吸收式制冷机6是废气和直接燃烧同步型的。
废气吸收式制冷机6所制造的冷水,被送到冷水缓冲箱4。冷水在该冷水缓冲箱4与胶印机1的冷却器2之间循环,对辊进行冷却。这种情况下,在冷水缓冲箱4与冷却器2之间循环的冷水,在冷水缓冲箱4内,与废气吸收式制冷机6输送的较冷的冷水混合。废气吸收式制冷机6所制造的低温冷水也持续的供给到冷水缓冲箱4中,与返回到冷水缓冲箱4中被辊加温的水混合,因此冷水缓冲箱4能够将冷水保持在几乎恒定的温度。并且,冷水缓冲箱4能够将冷水保持在几乎恒定的温度的状态下输送到到冷却器2。
另外,由吸气风扇15导入废气吸收式制冷机6的废气,在大约170~200℃的低于最初温度一半的低温下,从废气管23排放到外部,无环境影响。
实施例二
图示第2具体实施方式的废热回收系统如图2所示。在与实施例一的废热回收系统相同的构成中,采用相同的标号,说明从略。
实施例二与实施例一的不同之处在于,在烟囱11的中途设有第二热交换器16,在该第二热交换器16上连接有高温水循环管17、18。该高温水循环管17、18与吸收式冷冻机61连接。在高温水循环管17的中途设有循环泵19,高温水在吸收式冷冻机61与第二热交换器16之间循环。高温水循环管17上设有膨胀水箱29以吸收高温水体积的增加。
以下对本具体实施方式的废热回收系统的工作加以说明。
该废热回收系统,是在烟囱11的内部设第热交换器16,该第二热交换器16被废气加热,从而对高温水循环管17、18内循环的作为加热介质的水进行加热的。第二热交换器16优选使用将通过多个散热片的管成蛇行状态布置以增大与废气的接触面积来提高集热效率的热交换器。通过循环泵19驱动,作为加热介质的水沿箭头a的方向循环。
第二热交换器16所加热的水的温度达到90℃左右的高温水,该加热的高温水经过循环管17而被导入吸收式冷冻机61。
吸收式冷冻机61所制造的冷却水在与冷水缓冲箱4之间循环,冷却水在冷水缓冲箱4与冷却器2之间循环,对辊进行冷却。
此外,导入吸收式冷冻机61的高温水温度在90℃左右,而返回侧的循环管18的高温水温度大约为80℃。并且,烟囱11排放的废气的温度因第二热交换器16而降至大约150℃左右,排放到外部。
对于本具体实施方式,在具有印刷品的烘干功能和辊冷却装置的胶印机1上,用燃烧式除臭装置9对烘干所产生的废气进行除臭,不是将该除臭装置9所产生的高温废气直接排放到外部,而是用作冷却辊的冷却能源,从而能够替代电冷却装置,实现节能,同时高温废气被降温后排放到外部,又达到了环保效果。
实施例三
实施例三的废热回收系统如图3所示。在与实施例一、二的废热回收系统相同的构成上采用相同的标号,说明从略。本具体实施方式中,产生VOC的设备是凹版印刷机30。烘干凹版印刷机30的印刷品的油墨的烘干功能所产生的含VOC气体,被燃烧式或蓄热燃烧式VOC处理装置39燃烧并高温分解。VOC处理装置39排放的废气通过烟囱11,排放到外部空气。
烟囱11在其中途连接有作为废气导管的风管12的一端。该风管12的另一端连接废气吸收式冷热水发生机60。废气吸收式冷热水发生机60上设有由马达驱动的风扇等组成的吸气风扇15,以从烟囱11导入废气,并排放到外部。
就本具体实施方式的废热回收系统的工作加以说明。
凹版印刷机30具有烘干功能以烘干印刷的印刷品的油墨,烘干油墨而产生的含VOC有臭气的气体,被VOC处理装置39高温分解。VOC处理装置39排放的废气的温度将达到800℃左右。废热回收系统不是将其高温废气直接排放到外部,而是用作工厂空调的冷暖气设备的能源。
亦即,凹版印刷机30开始运行时,VOC处理装置39即开始燃烧。并且,第一温度传感器14检测到的废气温度一但达到235℃以上,控制装置(图中未示出)便使风闸13处于开状态,同时驱动吸气风扇15,从而使得废气经过风管12而导入废气吸收式冷热水发生机60。
此时,控制装置驱动吸气风扇15,使压力传感器28检测到的压力与大气压的压力差保持在0pa以上。所以,能够防止外部空气从烟囱11的开口经过风管12而被导入废气吸收式冷热水发生机60。
凹版印刷机30未运转时,由于VOC处理装置39不会产生废气,此时,城市煤气或液化气等燃气或重油燃料会从直接燃烧用燃油管路31供给到废气吸收式冷热水发生机60,进行直接燃烧运行。
废气量少时,废气与直接燃烧可同时运行。
废气吸收式冷热水发生机60的制冷与实施例一的废气吸收式冷冻机6的工作过程相同。
循环管5连接在冷热水缓冲箱40上,从而使得冷热水缓冲箱40的水被加热或冷却。
空调装置27具有风扇26和冷热水盘管25。冷热水盘管25介于循环管3之间,与冷热水缓冲箱40连接。废气吸收式冷热水发生机60所制造的冷热水在与冷热水缓冲箱40之间循环,而冷热水缓冲箱40内的冷热水在与空调装置27的冷热水盘管25之间循环。因此,空调装置27通过风扇26,将冷热水盘管25所加热或冷却的空气供给到设置有凹版印刷机30的厂内。
被吸气风扇15导入废气吸收式冷热水发生机60的废气失去热量,在大约170~250℃的低于最初温度一半的低温下,从废气管23排放到外部,无环境影响。
其他实施例
上述实施例三对作为产生VOC的设备的凹版印刷机30作了说明。而本发明中产生VOC的设备也可以是半导体生产的相关设备。半导体生产的相关设备所产生的VOC,被燃烧式或蓄热燃烧式VOC处理装置燃烧并高温分解。废热回收系统就是将其高温废气用作设置在半导体生产工厂的冷暖气设备的能源。
工业实用性
本发明涉及一种利用废热的废热回收系统,用燃烧式的除臭装置对印刷机具有的印刷品烘干功能进行烘干所产生的含有VOC臭气的废气进行燃烧除臭后排放到外部,但高温废气会给外部环境造成了负面影响,因此本发明不是将该高温废气直接排放到外部,而是用作印刷机所需冷却辊的冷却装置的热源。还用作设置有印刷机的工厂的冷暖气设备的热源。
半导体生产的相关设备所产生的VOC用燃烧式或蓄热燃烧式VOC处理装置进行高温分解排放到外部,但高温废气会给外部环境造成了负面影响,因此该高温废气不是直接排放到外部,而是用作设置有半导体制造装置的工厂的冷暖气设备的热源。
由此,能够无需使用电冷暖气设备,有助于抑制全球变暖气体(氟利昂气体)的排放,实现环保和节能,可广泛用于诸多废热回收系统中。
同时,将废气积极的用于驱动冷却装置,夏天多余的冷却能力可用到室内的制冷,冬天可把废气的高温用到室内的制热,能够在广泛利用同时兼顾整体环境。
Claims (12)
1.一种废热回收系统,其特征在于,
运转时产生VOC的设备,和
通过燃烧所述产生VOC的设备所产生的VOC,在高温下进行成分分解的VOC处理装置,和
利用所述VOC处理装置排放的废气的热能制造冷水或热水的废气吸收式冷热水发生机,或者是利用所述VOC处理装置排放的废气的热能制造冷水的废气吸收式制冷机,或者是利用所述VOC处理装置排放的废气的热能制造冷水的吸收式制冷机,和
将所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机或吸收式制冷机所制造的冷水或热水用于厂内的空调设备或产生VOC的设备的冷却器。
2.权利要求1所述的废热回收系统,其特征在于,所述产生VOC的设备为胶印机、凹版印刷机或半导体生产的相关设备。
3.权利要求1或2所述的废热回收系统,其特征在于,所述VOC处理装置为燃烧式除臭装置、燃烧式VOC处理装置或蓄热燃烧式VOC处理装置。
4.权利要求1所述的废热回收系统,其特征在于,所述产生VOC的设备为具有冷却辊的冷却器的印刷机,所述冷却器用废气吸收式制冷机或吸收式制冷机所制造的冷水冷却所述辊。
5.权利要求4所述的废热回收系统,其特征在于,配备有冷水缓冲箱以贮留所述废气吸收式制冷机或吸收式制冷机所制造的冷水,所述冷却器通过所述冷水在与冷水缓冲箱之间循环来冷却所述辊。
6.权利要求1所述的废热回收系统,其特征在于,配备有冷热水缓冲箱以贮留所述废气吸收式冷热水发生机所制造的冷水或热水,所述厂内的空调设备通过冷水或热水在与所述冷热水缓冲箱之间循环来对厂内进行空气调节。
7.权利要求1~6任一项所述的废热回收系统,其特征在于,还包括废气导管和排放废气的烟囱,将所述VOC处理装置排放的废气导入所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机的废气导管与烟囱连接,以便将所述VOC处理装置排放的废气排放入外部空气。
8.权利要求7所述的废热回收系统,其特征在于,所述VOC处理装置排放的废气,被在所述废气导管内的吸气风扇吸出,导入所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机。
9.权利要求8所述的废热回收系统,其特征在于,驱动所述吸气风扇,使所述废气导管的温度维持在低于VOC处理装置排放废气的温度20~40℃。
10.权利要求1~9任一项所述的废热回收系统,其特征在于,所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机或吸收式制冷机连接有直接燃烧用燃油管路,以供给直接燃烧用的燃料。
11.权利要求7~10任一项所述的废热回收系统,其特征在于,所述废气吸收式冷热水发生机或废气吸收式制冷机的制冷是通过在低压容器内蒸发致冷剂,靠其吸收汽化热来制造冷水,使吸收液吸收汽化的致冷剂,用第一热交换器对吸收了该致冷剂的吸收液进行加热,来蒸发致冷剂,再生吸收液的,废气导管将VOC处理装置排放的废气导入废气吸收式制冷机的第一热交换器,因此,能够通过废气的热能,对吸收了致冷剂的吸收液进行加热,回收利用吸收液。
12.权利要求1~11任一项所述的废热回收系统,其特征在于,所述VOC处理装置排放的废气通过的烟囱上设有第二热交换器,在与该第二热交换器连接的高温水循环管内循环的高温水被导入所述吸收式制冷机。
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