CN102327726B - 一种烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法 - Google Patents
一种烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其包括以下步骤:将从再生塔解吸出的解吸气体供给到冷凝器中进行多级冷凝,以产生冷凝液以及含有水蒸气、二氧化硫气体和脱硫剂的解吸气体,其中,所述冷凝液含有脱硫剂、水和杂质;将所述冷凝液供给到过滤器中进行过滤,以去除所述杂质,以获得包括所述脱硫剂和所述水的脱硫溶液;将所述脱硫溶液在换热器中进行换热,然后使加热后的脱硫溶液返回到再生塔中;将产生的解吸气体供给到气液分离装置中进行气液分离,从而产生液体和含有二氧化硫的气体。本发明的工艺能够有效地保持脱硫系统水量的平衡,且最大程度上降低了二氧化硫的损耗,同时进一步降低了解吸系统的能耗等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,具体地涉及一种对解吸气体进行脱水和冷凝液回用以降低解吸能耗、维持脱硫系统中脱硫溶液浓度的工艺。
背景技术
由于二氧化硫严重污染环境,所以需要用含有脱硫剂的脱硫溶液来吸收二氧化硫,然后需要对富含二氧化硫的脱硫溶液进行解吸,以使解吸了二氧化硫的脱硫溶液重复使用,在解吸的同时,排放出主要含有水蒸气和二氧化硫以及一部分脱硫剂的烧结烟气。传统上,解吸气体中含有大量水蒸气,使排放出的解吸气体经过冷凝,一方面获得主要含有二氧化硫的解吸气体,另一方面经过冷凝的含有大量水的冷凝液重新提供到解吸装置中。另外,烧结烟气中还含有大量的粉尘、SO3、SO2、Cl-、NOx等强酸性气体成分以及氧气成分等。具体地说,烧结含有大约10%的含湿水分。
然而,在解吸出二氧化硫的脱硫溶液中含有强酸根离子,在将脱除了二氧化硫的脱硫溶液作为捕集二氧化硫的溶液重新供给到吸收塔中时,需要去除强酸根离子。当前采用离子交换树脂来脱除强酸根离子,树脂的初次洗涤脱硫液用水,将直接返回脱硫溶液中,每处理1体积的脱硫溶液,将会引入大约0.5体积的工业软水。然后,将去除了强酸根离子的溶液供给到吸收塔来捕获二氧化硫,并且捕获了二氧化硫的溶液从吸收塔供给到再生塔中进行脱硫。由此循环过程可知,如果将解吸气体冷凝后得到的含有水的冷凝液作为脱硫溶液提供到解吸装置中,则脱硫溶液在长周期运行后存在溶液稀释的问题,从而降低了脱硫溶液的有效浓度。
公开号为CN200920078566.0的专利申请公开了一种用于烟气脱硫的多功能吸收塔,其通过隔离板将吸收塔塔体分隔形成预处理区、吸收区和中间烟道。其中,预处理区用于对烟气进行洗涤和洗涤后除雾,吸收区用于吸收烟气中SO2和脱硫烟气的除沫,中间烟道用于引导烟气从预处理区到吸收区的合理流动。另外,公开号为CN200920078791.4的专利申请公开了一种用于烟气脱硫的多功能吸收塔。在上述专利申请中,烟气经过洗涤后进入吸收段的温度在40~60℃,经过脱硫溶液吸收后,外排烟气温度在50~70℃。因此,烟气洗涤吸收过程中会引起脱硫溶液的稀释问题。
公开号为CN200920350778.X的专利申请公开了一种再生塔,其主要将脱硫溶液进行两次再生,再生高温气体的冷凝液返回解吸系统(即,再生塔),采用富液解吸后的含有二氧化硫的气体进行加热,脱硫富液解吸能耗会有所降低,但是脱硫溶液在循环过程中仍然会发生稀释问题。另外,现有的有机胺法脱硫技术是进行一段吸收和一段解吸,解吸气体的冷凝液直接返回再生塔系统,冷凝液从50度左右上升到解吸温度需要很多的热量,因此,在无形中降低了富液的解吸程度,增大了解吸能耗。
在上述专利中请中,在烟气洗涤过程中,脱硫系统由于烟气含湿性、洗涤段上层的除雾及洗涤后烟气外排气体,所以很难保持水平衡,会导致溶液变得稀释。同时,解吸高温气体中的冷凝水返回再生塔,没有有效地减少解吸气体中的水量,从而增加了脱硫能耗。
为了克服现有烟气脱硫溶液中水量增加大、脱硫解吸冷凝液返回解吸系统存在解吸能耗高等缺点,需要一种对解吸系统的气体冷凝液进行单独处理,从而能够解决系统水量增加和能耗大等问题。
发明内容
为了不损耗脱硫溶液中的脱硫剂和进一步回收二氧化硫,并且为了降低能耗,本发明提供了一种烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,所述烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法包括以下步骤:将从再生塔解吸出的解吸气体供给到冷凝器中进行多级冷凝,以产生冷凝液以及含有水蒸气、二氧化硫气体和脱硫剂的解吸气体,其中,所述冷凝液含有脱硫剂、水和杂质;将所述冷凝液供给到过滤器中进行过滤,以去除所述杂质,以获得包括所述脱硫剂和所述水的脱硫溶液;将所述脱硫溶液在换热器中进行换热,然后使加热后的脱硫溶液返回到再生塔中;将产生的解吸气体供给到气液分离装置中进行气液分离,从而产生液体和含有二氧化硫的气体。
所述烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法还可以包括以下步骤:将气液分离所产生的液体在另一换热器中进行换热,再使用再沸器将加热后的液体进一步加热,然后供给到另一再生塔中进一步进行解吸,从而产生含有二氧化硫的另一解吸气体和贫液。
所述烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法还可以包括以下步骤:将所述含有二氧化硫的气体与所述含有二氧化硫的另一解吸气体一起供给到制酸系统或予以储存。
在一个实施例中,可以将从所述再生塔解吸出的解吸气体分为两路,一路解吸气体被供给到所述冷凝器中进行多级冷凝,另一路解吸气体被供给到所述换热器与所述冷凝液进行换热,然后将经过换热的所述另一路解吸气体供给到所述冷凝器中再进行所述多级冷凝。
另外,可以将在所述另一再生塔中产生的所述另一解吸气体供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的所述另一解吸气体与所述含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或予以储存。
在另一实施例中,可以将在所述另一再生塔中产生的一部分贫液供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后将经过换热的所述一部分贫液外排。
另外,可以将在所述另一再生塔中产生的贫液供给到又一换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的贫液供给到洗涤水系统。
在另一实施例中,可以将在所述另一再生塔中产生的一部分贫液供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后将经过换热的所述一部分贫液外排,并且将在所述另一再生塔中产生的另一部分贫液供给到所述换热器与经过过滤的所述冷凝液进行换热,然后将经过换热的所述另一部分贫液外排。
在又一实施例中,可以将在所述另一再生塔中产生的贫液供给到所述换热器与所述冷凝液进行换热,然后将经过换热的所述贫液外排,并且将在所述另一再生塔中产生的所述另一解吸气体供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的所述另一解吸气体与所述含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或予以储存。
另外,可以将在所述另一再生塔中产生的另一部分贫液供给到又一换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的所述另一部分贫液供给到洗涤水系统。
此外,可以采用硫磺过滤器对所述冷凝液进行过滤。
所述脱硫剂可以为有机胺溶液或离子液。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法的流程图;
图2示出了根据本发明另一实施例的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法的流程图;
图3示出了根据本发明另一实施例的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法的流程图;
图4示出了根据本发明另一实施例的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法的流程图;
图5示出了根据本发明另一实施例的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
根据本发明的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法主要包括以下步骤:将从再生塔解吸出的高温解吸气体供给到冷凝器中进行多级冷凝,以产生冷凝液以及含有水蒸气、二氧化硫气体和脱硫剂的解吸气体,其中,所述冷凝液含有脱硫剂、水和杂质;将所述冷凝液供给到过滤器中进行过滤,以去除所述杂质,以获得包括所述脱硫剂和所述水的脱硫溶液;将所述脱硫溶液在换热器中进行换热,然后使加热后的脱硫溶液返回到再生塔中;将产生的解吸气体供给到气液分离装置中进行气液分离,从而产生液体和含有二氧化硫的气体。需要注意的是,上述步骤可以同时执行或以其它适当顺序执行,而不是仅局限于上面给出的顺序。
在冷凝器中进行多级冷凝的目的是对高温含水蒸气的二氧化硫解吸气体进行降温,解吸气体中的水分降温后大部分转为液态而冷凝,同时,解吸气体中夹带的脱硫溶液及其杂质因降温而冷凝,解吸气体中的二氧化硫气体部分溶解于冷凝水,形成冷凝液体中含有脱硫溶液、杂质离子与亚硫酸。冷凝液中悬浮物,如硫磺,通过过滤器进行过滤,克服了冷凝液体在冷凝器及其相连接管道中的堵塞;气液分离装置进一步对含部分冷凝液的酸性二氧化硫气体进行气液分离,获取较高纯度的二氧化硫气体,经过气液分离的分离液体,是含饱和亚硫酸的溶液。
执行气液分离是为了使解吸气体中含有的大量水蒸气以及少量脱硫剂变为液体,不可避免地会含有少量亚硫酸。采用工业冷却水或低温液体与解吸气体在冷凝器中进行间接换热,一般冷凝器大于等于二级;依次进行连接,经最后一级冷凝器与气液分离器相连接。经一级冷凝后的酸气温度为80~95℃,冷凝液温度为80~95℃;经二级冷凝后的酸气温度为55~65℃,冷凝液温度为50~65℃;经过气液分离器分离的高纯二氧化硫气体温度为45~55℃,气液分离器分离液温度为40~55℃。
在一个实施例中,可以将从再生塔解吸出的解吸气体分为两路,一路解吸气体被供给到冷凝器中进行多级冷凝,另一路解吸气体被供给到第一换热器与冷凝液进行换热,然后将经过换热的另一路解吸气体提供到冷凝器中再进行多级冷凝。另外,可以将在另一再生塔中产生的另一解吸气体供给到第二换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的另一解吸气体与主要含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或储存起来。此外,可选地,为了充分地利用热能量,可以将在另一再生塔中产生的贫液供给到又一换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的冷却贫液供给到洗涤水系统,并将换热后的工业水用于其它用途;或者可以将在另一再生塔中产生的贫液直接外排。
在另一实施例中,可以将在另一再生塔中产生的贫液供给到第二换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后将经过换热的冷却贫液外排。
在另一实施例中,可以将在另一再生塔中产生的一部分贫液供给到第二换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后将经过换热的这部分冷却贫液外排,并且将在另一再生塔中产生的另一部分贫液供给到第一换热器与经过过滤的冷凝液进行换热,然后再将经过换热的另一部分冷却贫液外排。
在又一实施例中,可以将在另一再生塔中产生的贫液供给到第一换热器与冷凝液进行换热,然后将经过换热的贫液外排,并且将在另一再生塔中产生的另一解吸气体供给到第二换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的另一解吸气体与所述主要含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或予以储存。
下面参照附图更详细地描述根据本发明实施例的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法。
实施例1
参照图1,在本实施例中,将从再生塔解吸出的高温解吸气体分为两路,一路解吸气体被供给到冷凝器中进行多级冷凝,以产生冷凝液以及含有水蒸气、二氧化硫气体和少量脱硫剂的解吸气体。冷凝液主要含有脱硫剂、一部分水和杂质,而大量的水仍然以水蒸气的形式存在于解吸气体中。然后,将冷凝液供给到过滤器中进行过滤,以去除杂质,从而获得主要包括脱硫剂和一部分水的冷凝液(即,作为脱硫溶液)。同时,另一路解吸气体被供给到第一换热器与供给到第一换热器的冷凝液进行换热,以使冷凝液温度升高至大约50℃~65℃,从而使经过过滤的冷凝液作为脱硫溶液供给到再生塔中。然后,将经过换热而温度降低的另一路解吸气体供给到冷凝器再进行多级冷凝。
将经过多级冷凝处理的解吸气体供给到气液分离装置中进行气液分离,从而产生液体和含有高纯度二氧化硫的气体。经过气液分离之后,以水蒸气形式存在的大量水变成液体,其含有饱和亚硫酸。将气液分离后的液体在第二换热器中进行换热,再使用再沸器将加热后的液体进一步加热,然后供给到第二再生塔中进一步进行解吸,从而产生主要含有二氧化硫的另一解吸气体和贫液。第二换热器采用在第二再生塔中产生的另一解吸气体进行换热,然后再将经过换热而温度降低的另一解吸气体与主要含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或予以储存。
另外,为了充分地利用热能量,可以将在第二再生塔中产生的贫液供给到第三换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的冷却贫液供给到洗涤水系统,并将换热后的工业水用于其它用途;或者可以将在第二再生塔中产生的贫液直接外排。
实施例2
参照图2,在本实施例中,可以将在第二再生塔中产生的一部分贫液供给到第二换热器中,以与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的这部分冷却贫液外排;同时将在第二再生塔中产生的主要含二氧化硫的解吸气体与含有高纯度SO2的气体一起供给到制酸系统或予以储存,除此之外,该实施例的工艺步骤与实施例1的工艺步骤相同。另外,可选地将在第二再生塔中产生的剩余部分的贫液供给到第三换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的这部分冷却贫液供给到洗涤水系统。
实施例3
参照图3,在本实施例中,将从再生塔解吸出的高温解吸气体供给到冷凝器中进行多级冷凝,以产生冷凝液以及主要含有水蒸气、二氧化硫气体和少量脱硫剂的解吸气体。冷凝液主要含有脱硫剂、一部分水和杂质,而大量的水仍然以水蒸气的形式存在于解吸气体中。然后,将冷凝液供给到过滤器中进行过滤,以去除杂质,从而获得主要包括脱硫剂和一部分水的冷凝液(即,作为脱硫溶液)。然后,将冷凝液在第一换热器中进行换热,以使冷凝液温度升高至50℃~65℃,然后使加热后的冷凝液返回到再生塔中。
另外,将产生的解吸气体供给到气液分离装置中进行气液分离,从而产生液体和主要含有二氧化硫的气体。经过气液分离之后,以水蒸气形式存在的大量水变成液体,其含有饱和亚硫酸。将所产生的液体在第二换热器中进行换热,再使用再沸器将加热后的液体进一步加热,然后供给到第二再生塔中进一步进行解吸,从而产生主要含有二氧化硫的另一解吸气体和贫液。在第一换热器中,使用在第二再生塔中产生的一部分贫液与经过过滤的液体进行换热,然后将经过换热的这部分冷却贫液外排。在第二换热器中,使用在第二再生塔中产生的另一部分贫液与冷凝液进行换热,然后将经过换热的这部分冷却贫液外排。
然后,将气液分离后的主要含有二氧化硫的气体与第二再生塔解吸出的主要含有二氧化硫的另一解吸气体一起供给到制酸系统或予以储存。
另外,可以将外排的冷却贫液供给到洗涤水系统或用于其它用途。
实施例4
参照图4,在本实施例中,可以将在第二再生塔中产生的贫液供给到第一换热器,从而与冷凝液进行换热,然后将经过换热的冷却贫液外排;另外将在第二再生塔中产生主要含有二氧化硫的高温解吸气体供给到第二换热器,从而与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的解吸气体与含有高纯度SO2的气体一起供给到制酸系统或予以储存,除此之外,该实施例的工艺步骤与实施例3的工艺步骤相同。
实施例5
参照图5,在本实施例中,可以将从气液分离装置排出的液体直接外排,而没有经过进一步处理,同时将含有高纯度SO2的气体一起供给到制酸系统或予以储存,除此之外,该实施例的工艺步骤与实施例1的工艺步骤相同。
需要指出,上述不同实施例中的工艺步骤或一个实施例中的工艺步骤可以进行交换或组合。在上述实施例中,使用的脱硫剂可以为有机胺溶液或离子液。另外需要指出,在冷凝液以及气液分离后的液体中还会不可避免地含有其它强酸性气体成分,比如Cl、NOx、SO3、SO2等。
在根据本发明的实施例中,由于经过多级冷凝之后,高温解吸气体中含有的大部分水分仍然以水蒸气的形式存在于解吸气体中,而生成的冷凝液主要含有脱硫剂和一部分水以及杂质,而杂质在经过过滤之后被去除。这样,主要含有脱硫剂和一部分水的冷凝液在经过换热之后作为脱硫溶液供给到再生塔中,然后被加热到100℃~110℃。另外,经过气液分离的液体主要含有部分硫酸根和少量的亚硫酸根,而不含有脱硫溶液有效成分;然后,将经过气液分离的液体再次进行解吸,产生的贫液外排,由此减少了系统水量,同时也回收了气液分离液中的饱和亚硫酸根解吸出的二氧化硫气体。由此可知,能够使脱硫溶液的浓度基本上保持在预定的水平,而没有导致脱硫溶液稀释,降低了解吸系统的能耗。另外,可以进一步解吸出二氧化硫,从而最大程度上降低二氧化硫的损耗。
具体地说,解吸系统解吸出的高温解吸气体可以用冷凝液进行间接换热,也可以与再生塔中的需要进行加热的脱硫富液进行换热,从而为脱硫富液进行预热,从而富液预热所需要的其它间接能耗。另外,最终排出的贫液中含有大量的水,从而可以进一步用于洗涤工艺,从而减少了工业水的用量。同时,也可以使返回脱硫解吸系统的冷凝液与解吸气体进行换热,实现了高温气体、低温液体之间换热的内部利用,大大减少了脱硫再生能耗,同时将仅仅含饱和亚硫酸的气液分离液进行单独解吸。因此,此工艺改进大大节约了系统能耗。
因此,本发明的优点在于,能够对高温解吸气体多级冷凝分离出的冷凝液或经过气液分离的液体进行部分再利用,再利用的冷凝液或液体、高温解吸气体以及需要预热的富液在热量上进行梯级换热,从而充分地利用了系统热量内部的转换。另外,最后解吸出的贫液直接外排,这有效地保持了脱硫系统水量的平衡,也进一步降低了解吸系统的能耗等问题。
Claims (12)
1.一种烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,所述烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法包括以下步骤:
将从再生塔解吸出的解吸气体供给到冷凝器中进行多级冷凝,以产生冷凝液以及含有水蒸气、二氧化硫气体和脱硫剂的解吸气体,其中,所述冷凝液含有脱硫剂、水和杂质;
将所述冷凝液供给到过滤器中进行过滤,以去除所述杂质,以获得包括所述脱硫剂和所述水的脱硫溶液;
将所述脱硫溶液在换热器中进行换热,然后使加热后的脱硫溶液返回到再生塔中;
将产生的解吸气体供给到气液分离装置中进行气液分离,从而产生液体和含有二氧化硫的气体。
2.根据权利要求1所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,所述烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法还包括以下步骤:
将气液分离所产生的液体在另一换热器中进行换热,再使用再沸器将加热后的液体进一步加热,然后供给到另一再生塔中进一步进行解吸,从而产生含有二氧化硫的另一解吸气体和贫液。
3.根据权利要求2所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,所述烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法还包括以下步骤:
将所述含有二氧化硫的气体与所述含有二氧化硫的另一解吸气体一起供给到制酸系统或予以储存。
4.根据权利要求1所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将从所述再生塔解吸出的解吸气体分为两路,一路解吸气体被供给到所述冷凝器中进行多级冷凝,另一路解吸气体被供给到所述换热器与所述冷凝液进行换热,然后将经过换热的所述另一路解吸气体供给到所述冷凝器中再进行所述多级冷凝。
5.根据权利要求2所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将在所述另一再生塔中产生的所述另一解吸气体供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的所述另一解吸气体与所述含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或予以储存。
6.根据权利要求2所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将在所述另一再生塔中产生的一部分贫液供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后将经过换热的所述一部分贫液外排。
7.根据权利要求2所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将在所述另一再生塔中产生的一部分贫液供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后将经过换热的所述一部分贫液外排,并且将在所述另一再生塔中产生的另一部分贫液供给到所述换热器与经过过滤的所述冷凝液进行换热,然后将经过换热的所述另一部分贫液外排。
8.根据权利要求2所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将在所述另一再生塔中产生的贫液供给到所述换热器与所述冷凝液进行换热,然后将经过换热的所述贫液外排,并且将在所述另一再生塔中产生的所述另一解吸气体供给到所述另一换热器与气液分离后产生的液体进行换热,然后再将经过换热的所述另一解吸气体与所述含有二氧化硫的气体一起供给到制酸系统或予以储存。
9.根据权利要求3或4所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将在所述另一再生塔中产生的贫液供给到又一换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的贫液供给到洗涤水系统。
10.根据权利要求4所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,将在所述另一再生塔中产生的另一部分贫液供给到又一换热器与工业水进行换热,然后将经过换热的所述另一部分贫液供给到洗涤水系统。
11.根据权利要求1所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,采用硫磺过滤器对所述冷凝液进行过滤。
12.根据权利要求1所述的烟气脱硫解吸气体中水份脱除和冷凝液回用方法,其特征在于,所述脱硫剂为有机胺溶液或离子液。
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- 2011-07-15 CN CN 201110210018 patent/CN102327726B/zh not_active Expired - Fee Related
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