CN110468276A - 油脂废料的处理方法及处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种油脂废料的处理方法,包括以下步骤:提供油脂废料,所述油脂废料包括油脂包裹的镍废渣,将所述油脂废料与有机溶剂混合,得到包含镍废渣的中间体;分离所述中间体中的所述镍废渣;溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液;以及结晶所述镍盐溶液,得到镍盐结晶。本发明还提供一种油脂废料的处理系统。所述处理方法充分将包含镍废渣的油脂废料进行资源化利用的同时,还减少了废料产生,所述处理方法工艺流程简单、操作方便,能够有效实现资源有效回收,极大的产生了经济效益、社会效益及环保效益。
Description
技术领域
本发明涉及油脂固体废弃物处理技术领域,尤其涉及一种油脂废料的处理方法及处理系统。
背景技术
大部分天然油脂具有特定的脂肪酸和甘三酯,脂肪酸和甘三酯中通常具有不饱和键而限制了其在食品中的应用,因此通过油脂加氢,改变天然油脂中的不饱和键,使其形成稳定的饱和结构,从而提高食用油的熔点、改善品质且扩大其在食品中的用途,如人造黄油、煎炸油部分使用氢化油作为基料油。其中,油脂加氢过程中涉及气液固三相催化反应,通常采用镍作催化剂,对油脂中存在的不饱和键进行催化加氢,但镍催化剂在加氢过程中因中毒失去活性,每批加氢反应后镍催化剂变成被大量油脂包裹的废催化剂随滤渣放掉。
近年来,我国油脂加工发展迅速,废催化剂排放量不断增加,大多数工厂将其堆放起来,既占地又污染环境。如果能有效回收其中的镍资源,有较大经济效益和环境效益。例如某一食用油加工的公司,每年仅油脂氢化产生的含镍废油脂催化剂约30吨,需要进一步无害化处理。如果其中的镍元素和油脂都得到有效回收利用,相当于每年减少约25吨污泥,经济效益、社会效益、环保效益可观。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种回收利用率高、工艺流程简单的油脂废料的处理方法。
一种油脂废料的处理方法,包括以下步骤:
提供油脂废料,所述油脂废料包括油脂包裹的镍废渣,将所述油脂废料与有机溶剂混合,得到包含镍废渣的中间体;
分离所述中间体中的所述镍废渣;
溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液;以及
结晶所述镍盐溶液,得到镍盐结晶。
进一步地,还包括以下步骤:将混合的所述油脂废料与所述有机溶剂进行加热,所述有机溶剂与所述油脂废料的体积质量比为2-5:1,所述加热的时间为1h-3h。
进一步地,在溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液的步骤之前还包括以下步骤:
采用所述有机溶剂对所述镍废渣进行清洗;
分离清洗后的镍废渣和油脂溶液。
进一步地,还包括以下步骤:采用加热的方式分离所述油脂溶液中的所述有机溶剂。
进一步地,采用强酸溶解所述镍废渣,所述强酸包括硫酸、盐酸、硝酸以及王水中的至少一种,所述强酸的质量为溶解所述镍废渣中的镍所需强酸质量的110%-120%。
进一步地,结晶所述镍盐溶液,得到镍盐结晶的步骤具体包括以下步骤:加热蒸发浓缩所述镍盐溶液得到浓缩液,冷却所述浓缩液得到镍盐结晶。
进一步地,所述浓缩液中的镍盐的浓度为110g/L-150g/L。
进一步地,在冷却所述浓缩液得到镍盐结晶的步骤之后还包括以下步骤:分离所述镍盐结晶,分离后的母液与新的镍盐溶液混合,再次结晶。
一种油脂废料的处理系统,所述油脂废料处理系统包括:
第一溶解系统,所述第一溶解系统包括第一夹套反应釜,所述第一夹套反应釜用于将油脂废料中的油脂溶解,使所述油脂废料中的镍废渣显露出来,得到包含所述镍废渣及油脂溶液的中间体;
分离系统,所述分离系统包括与所述第一夹套反应釜相连接的第一压滤机,所述第一压滤机用于分离所述镍废渣及所述油脂溶液;
洗涤系统,所述洗涤系统包括与所述第一压滤机相连的第一储槽以及与所述第一储槽相连的第二压滤机,所述第一储槽用于存储并洗涤所述镍废渣,得到洗涤后的镍废渣及油脂溶液,所述第二压滤机用于分离所述洗涤后的镍废渣及所述油脂溶液;
第二溶解系统,所述第二溶解系统包括与所述第二压滤机连接的第三储槽以及与所述第三储槽连接的第三压滤机,所述第三储槽用于存储并溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液及不溶物,所述第三压滤机用于分离所述镍盐溶液及所述不溶物;以及
结晶系统,所述结晶系统包括依次连接的蒸发浓缩装置、第三夹套反应釜、离心机及包装机,所述蒸发浓缩装置与所述第三压滤机相连,用于蒸发所述镍盐溶液得到浓缩液,所述第三夹套反应釜用于冷却所述浓缩液得到镍盐结晶及母液,所述离心机用于分离所述镍盐结晶及所述母液,所述包装机用于包装所述镍盐结晶。
进一步地,所述油脂废料系统还包括回收系统,所述回收系统包括第二储槽及第二夹套反应釜,所述第二储槽与所述第一压滤机及所述第二压滤机相连,用于回收所述第一压滤机及所述第二压滤机分离出的油脂溶液,所述第二夹套反应釜与所述第二储槽相连,用于分离溶解所述油脂废料中的废料的有机溶剂。
本发明提供的油脂废料的处理方法,采用有机溶剂溶解含镍废渣表面包裹的油脂,在水浴条件下回流溶解油脂,趁热压滤分离固体废渣。利用强酸溶解镍废渣中镍金属,得到的镍盐溶液和不溶物,镍盐溶液蒸发浓缩得到镍盐结晶,镍盐结晶经过简单处理后即可重新出售;所述处理方法充分将包含镍废渣的油脂废料进行资源化利用的同时,还减少了废料产生,所述处理方法工艺流程简单、操作方便,极大的产生了经济效益、社会效益及环保效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种油脂废料的处理方法流程图。
图2为本发明实施例提供的油脂废料的处理系统的装置流程图。
图3为本发明实施例提供的油脂废料的处理系统的方块图。
主要元件符号说明
第一夹套反应釜 | 10 |
第一压滤机 | 20 |
第一储槽 | 30 |
第二压滤机 | 32 |
第二储槽 | 34 |
第二夹套反应釜 | 36 |
第三储槽 | 40 |
第三压滤机 | 42 |
蒸发浓缩装置 | 50 |
第三夹套反应釜 | 52 |
离心机 | 54 |
包装机 | 56 |
处理系统 | 300 |
第一溶解系统 | 310 |
分离系统 | 320 |
洗涤系统 | 330 |
第二溶解系统 | 340 |
结晶系统 | 350 |
回收系统 | 360 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
请参阅图1,本发明一实施例提供一种油脂废料的处理方法,其包括以下步骤:
S1:提供油脂废料,所述油脂废料包括油脂包裹的镍废渣,将所述油脂废料与有机溶剂混合,得到包含镍废渣的中间体。所述有机溶剂与所述油脂废料的体积质量比为2-5:1。
所述油脂废料是油脂经过氢化反应后产生,氢化反应中,镍催化剂失效,油脂包裹着镍催化剂,形成所述油脂废料。本实施方式中,所述镍废渣为失效的镍催化剂。
所述有机溶剂用于溶解所述油脂,以释放镍废渣。通过有机溶剂溶解掉包裹在镍废渣表面的油脂,所述镍废渣显露出来,所述油脂溶解于所述有机溶剂中形成油脂溶液,从而得到所述中间体。
进一步地,将所述油脂废料与有机溶剂混合后进行加热,使所述油脂充分溶解于所述有机溶剂中。优选地,加热时间为1h-3h。本实施方式中,通过回流加热方式进行加热,回流加热过程在密闭的环境下进行,以减少有机溶剂的挥发损失。
具体的,请参阅图2,将一定量的所述有机溶剂加入第一夹套反应釜10的反应釜中,所述有机溶剂可包括在后续过程中回收的有机溶剂,将所述油脂废料加入所述第一夹套反应釜10的反应釜中与所述有机溶剂搅拌混合,同时在第一夹套反应釜10的夹套中通入热水进行回流,以溶解所述油脂废料中的油脂,反应一段时间后,得到所述中间体。
步骤S2:分离所述中间体中的镍废渣。
分离所述镍废渣的方法包括压滤、过滤、抽滤等方法。优选地,通过压滤的方法将镍废渣从中间体中分离出来,得到所述镍废渣和所述油脂溶液。
具体的,将所述中间体通过第一压滤机20,以分离所述中间体中的镍废渣以及包含溶解了油脂的油脂溶液,分离后的油脂溶液通过泵输入至油脂溶液储槽中以回收。分离后的镍废渣置于第一储槽30中,分离后的油脂溶液置于第二储槽34中。
步骤S3:清洗所述镍废渣,以去除所述镍废渣表面残留的油脂。
本实施例中,采用有机溶剂对所述镍废渣进行清洗。可以理解的是,为更充分去除所述镍废渣表面残留的油脂,可进行多次清洗。优选地,清洗次数为1-3次。
具体的,将所述有机溶剂通入所述第一储槽30中与所述镍废渣混合,以进一步去除镍废渣表面的油脂,然后通过第二压滤机32分离再次洗涤后的镍废渣及油脂溶液,所述镍废渣置于第三储槽40中,所述油脂溶液可与第二储槽34中的油脂溶液混合,以共同进一步地处理并回收利用。
进一步地,在步骤S3之前或之后还包括以下步骤:分离所述油脂溶液中的有机溶剂和油脂。本实施例中,通过蒸发的方式将所述油脂溶液中的有机溶剂和油脂分离,蒸发的有机溶剂可被回收再利用,未被蒸发的油脂残液可用作燃料焚烧使用。
具体的,将所述第二储槽34中的油脂溶液通入第二夹套反应釜36的反应釜中,采用水浴蒸发的方式,所述水浴的温度为80℃-90℃,将油脂溶液中的有机溶剂蒸发出来并回流收集。冷却后的有机溶剂可再投入第一夹套反应釜10的反应釜和/或第一储槽30中再次利用。所述有机溶剂挥发完全后得到的未挥发的油脂,冷却后成为半固化物,所述半固化的油脂残液可以进一步作为燃料使用。
步骤S4:溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液。
本实施例中,采用强酸作为溶剂溶解所述镍废渣,例如硫酸、盐酸、硝酸及王水等。溶解时间为1h-2h。通过强酸溶解后,得到包含镍盐溶液以及不溶于强酸的不溶物,通过第三压滤机42压滤分离所述镍盐溶液及所述不溶物。其中,所述强酸的质量大于溶解镍废渣中的镍所需的质量,优选地,所述强酸的质量为溶解镍所需质量的110%-120%。所述不溶物可作焚烧处理。
具体的,采用硫酸作为溶剂,将硫酸通入第三储槽40中溶解所述镍废渣,得到硫酸镍溶液以及不溶于硫酸的不溶物。通过第三压滤机42压滤分离所述硫酸镍溶液及所述不溶物。通过第三压滤机42将所述硫酸镍溶液及所述不溶物分离后,将所述硫酸镍溶液通入蒸发浓缩装置50中,以待下一步处理。
步骤S5:结晶所述镍盐溶液,得到镍盐结晶。
本实施例中,将置于蒸发浓缩装置50中的镍盐溶液进行加热蒸发浓缩,得到所述浓缩液;然后将所述浓缩液通入第三夹套反应釜52的反应釜中,并在第三夹套反应釜52的夹套中通入冷却水以使所述浓缩液冷却结晶,其中,控制浓缩后的浓缩液中的镍盐浓度为110g/L-150g/L。结晶后通过离心机54分离,得到结晶后的镍盐以及母液,所述镍盐经过包装机56包装后可重新出售。
在本实施例中,所述镍盐溶液为硫酸镍溶液,将所述硫酸镍溶液蒸发浓缩得到硫酸镍浓缩液,冷却所述硫酸镍浓缩液以得到硫酸镍结晶。离心分离,得到硫酸镍结晶,所述硫酸镍结晶在真空干燥装置中经过真空干燥处理后,通过包装机56包装后即可出售;离心分离后得到的母液可进一步进行蒸发浓缩,以进一步回收未结晶的硫酸镍。
请再次参阅图2及图3,本发明还提供一种油脂废料的处理系统300,所述处理系统300包括第一溶解系统310、分离系统320、洗涤系统330、第二溶解系统340、结晶系统350。所述第一溶解系统310、分离系统320、洗涤系统330、第二溶解系统340及结晶系统350依次连接。
具体地,所述第一溶解系统310包括第一夹套反应釜10。所述第一溶解系统310用于向所述第一夹套反应釜10中通入有机溶剂,通过加热所述第一夹套反应釜10,所述有机溶剂溶解所述油脂废料中的油脂,以将油脂废料中的镍废渣显露出来,得到所述中间体。
所述分离系统320包括第一压滤机20,所述第一压滤机20连接所述第一夹套反应釜10。所述分离系统320用于将所述中间体中的油脂溶液及镍废渣分离。
具体的,所述第一夹套反应釜10中的中间体通入所述第一压滤机20后,通过所述第一压滤机20后的压滤后,将所述中间体中的油脂溶液及镍废渣分离出来。在其他实施方式中,所述第一压滤机20也可以是过滤装置、抽滤装置等。
所述洗涤系统330包括第一储槽30及与第一储槽30相连接的第二压滤机32,所述第一储槽30与所述第一压滤机20相连。所述洗涤系统330用于洗涤经过第一压滤机20分离后的镍废渣,并分离洗涤后产生的镍废渣及油脂溶液。
具体的,经所述第一压滤机20分离出来的镍废渣通入第一储槽30,并向第一储槽30中通入有机溶剂,所述有机溶剂进一步溶解所述镍废渣表面的油脂,然后经过第二压滤机32的压滤,将洗涤后的镍废渣及油脂溶液分离。
所述第二溶解系统340包括第三储槽40及与第三储槽40相连接的第三压滤机42,所述第三储槽40与所述第二压滤机32相连接。所述第二溶解系统340用于溶解所述镍废渣中的镍元素,得到镍盐溶液,并将所述镍盐溶液分离出来。
具体的,通过所述第二压滤机32分离出来的镍废渣通入所述第三储槽40,向所述第三储槽40中一并加入强酸溶解所述镍废渣,通过强酸溶解后,得到镍盐溶液以及不溶物,通过第三压滤机42将所述镍盐溶液以及不溶物分离。
所述结晶系统350包括依次连接的蒸发浓缩装置50、第三夹套反应釜52、离心机54及包装机56,所述蒸发浓缩装置50连接所述第三压滤机42,所述结晶系统350用于对所述镍盐溶液进行结晶处理,得到镍盐结晶,并包装所述镍盐结晶。
具体的,通过第三压滤机42分离出来的镍盐溶液通入蒸发浓缩装置50中加热蒸发,得到浓缩液,为加快所述浓缩液的冷却,将所述浓缩液通入第三夹套反应釜52的反应釜中,并在第三夹套反应釜52的夹套中通入冷却水以使所述浓缩液冷却结晶,镍盐结晶后通过离心机54分离出来,分离出来的镍盐结晶经真空干燥装置干燥后通过包装机56包装即可出售。
所述油脂废料处理系统300还进一步包含回收系统360,所述回收系统360连接于所述第一溶解系统310、所述分离系统320及所述洗涤系统330。所述回收系统360包含第二储槽34及与第二储槽34相连的第二夹套反应釜36,所述第二储槽34连接于第一压滤机20及第二压滤机32,所述第二夹套反应釜36还连接第一夹套反应釜10及第一储槽30。通过第一压滤机20及第二压滤机32分离出来的油脂溶液存储于第二储槽34中,所述油脂溶液通过第二夹套反应釜36的加热作用将油脂溶液中的有机溶剂蒸发出来,并通入第一夹套反应釜10和/或第一储槽30以重复利用所述有机溶剂。
下面通过具体的实施例来对本发明进行具体说明。
实施例1
将有机溶剂与油脂废料置于第一夹套反应釜10中混合得到混合物,其中,所述有机溶剂的体积为40L,油脂废料的质量为10Kg,即所述有机溶剂与油脂废料的体积质量比为4,将所述混合物在第一夹套反应釜10中加热回流3h后停止加热。
反应后的中间体置于第一压滤机20中分离得到所述镍废渣及所述油脂溶液。
所述油脂溶液置于第二夹套反应釜36中,进行水浴蒸发,水浴温度为86℃,有机溶剂挥发,留下不挥发的油脂残夜。
所述镍废渣与硫酸在第三储槽40中搅拌混合,硫酸溶解掉镍废渣中的镍元素得到硫酸镍溶液以及不溶物,其中,使用的硫酸的体积为2.65L。
经过压滤后的硫酸镍溶液置于蒸发浓缩装置50中以浓缩结晶,浓缩后的浓缩液中硫酸镍的浓度为140g/L,冷却后得到七水硫酸镍结晶及母液,将所述七水硫酸镍结晶进一步进行干燥、包装处理,即可出售,所述母液可再次结晶。
实施例2
与实施例1不同的是:所述有机溶剂的体积为30L,油脂废料的质量为6Kg,即所述有机溶剂与油脂废料的体积质量比为5,在第一夹套反应釜10中加热回流的时间为2.5h;在第二夹套反应釜36中水浴蒸发的温度为85℃;使用的硫酸的体积为1.60L,得到浓缩液的体积为,浓缩液中镍盐的浓度为145g/L。
其他步骤与实施例1相同,这里不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是:与实施例1不同的是:所述有机溶剂的体积为32L,油脂废料的质量为8Kg,即所述有机溶剂与油脂废料的体积质量比为4,在第一夹套反应釜10中加热回流的时间为3h;在第二夹套反应釜36中水浴蒸发的温度为87℃;使用的硫酸的体积为2.10L,得到浓缩液的体积为,浓缩液中镍盐的浓度为140g/L。
其他与实施例1相同,这里不再赘述。
实施例1-3的具体处理条件如表1所示。
表1实施例1-3具体处理条件
对实施例1-3的油脂废料的处理过程中得到的镍盐结晶质量、母液体积、回收的有机溶剂、油脂残液质量、不溶物质量等进行测量,得到如表2的结果,并计算油脂废料的处理的回收利用率,其中油脂废料的处理的计算如下:
回收利用率=[(镍盐结晶重量×镍的分子量/镍盐结晶分子量)+母液体积×母液镍含量]/(油脂废料重量×油脂废料中镍的质量分数)。
表2实施例1-3得到的结果
从实施例1-3的结果可知,油脂废料的回收利用率均超过95%。
本发明提供的油脂废料的处理方法,采用有机溶剂溶解含镍废渣表面包裹的油脂,在水浴条件下回流溶解油脂,趁热压滤分离固体废渣。利用强酸溶解镍废渣中镍金属,得到的镍盐溶液和不溶物,镍盐溶液蒸发浓缩得到镍盐结晶,镍盐结晶经过简单处理后即可重新出售;所述处理方法充分将包含镍废渣的油脂废料进行资源化利用的同时,还减少了废料产生,所述处理方法工艺流程简单、操作方便,极大的产生了经济效益、社会效益及环保效益。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种油脂废料的处理方法,包括以下步骤:
提供油脂废料,所述油脂废料包括油脂包裹的镍废渣,将所述油脂废料与有机溶剂混合,得到包含镍废渣的中间体;
分离所述中间体中的所述镍废渣;
溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液;以及
结晶所述镍盐溶液,得到镍盐结晶。
2.根据权利要求1所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,还包括以下步骤:将混合的所述油脂废料与所述有机溶剂进行加热,所述有机溶剂与所述油脂废料的体积质量比为2-5:1,所述加热的时间为1h-3h。
3.根据权利要求1所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,在溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液的步骤之前还包括以下步骤:
采用所述有机溶剂对所述镍废渣进行清洗;
分离清洗后的镍废渣和油脂溶液。
4.根据权利要求3所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,还包括以下步骤:采用加热的方式分离所述油脂溶液中的所述有机溶剂。
5.根据权利要求1所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,采用强酸溶解所述镍废渣,所述强酸包括硫酸、盐酸、硝酸以及王水中的至少一种,所述强酸的质量为溶解所述镍废渣中的镍所需强酸质量的110%-120%。
6.根据权利要求1所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,结晶所述镍盐溶液,得到镍盐结晶的步骤具体包括以下步骤:加热蒸发浓缩所述镍盐溶液得到浓缩液,冷却所述浓缩液得到镍盐结晶。
7.根据权利要求6所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,所述浓缩液中的镍盐的浓度为110g/L-150g/L。
8.根据权利要求6所述的油脂废料的处理方法,其特征在于,在冷却所述浓缩液得到镍盐结晶的步骤之后还包括以下步骤:分离所述镍盐结晶,分离后的母液与新的镍盐溶液混合,再次结晶。
9.一种油脂废料的处理系统,其特征在于,所述油脂废料处理系统包括:
第一溶解系统,所述第一溶解系统包括第一夹套反应釜,所述第一夹套反应釜用于将油脂废料中的油脂溶解,使所述油脂废料中的镍废渣显露出来,得到包含所述镍废渣及油脂溶液的中间体;
分离系统,所述分离系统包括与所述第一夹套反应釜相连接的第一压滤机,所述第一压滤机用于分离所述镍废渣及所述油脂溶液;
洗涤系统,所述洗涤系统包括与所述第一压滤机相连的第一储槽以及与所述第一储槽相连的第二压滤机,所述第一储槽用于存储并洗涤所述镍废渣,得到洗涤后的镍废渣及油脂溶液,所述第二压滤机用于分离所述洗涤后的镍废渣及所述油脂溶液;
第二溶解系统,所述第二溶解系统包括与所述第二压滤机连接的第三储槽以及与所述第三储槽连接的第三压滤机,所述第三储槽用于存储并溶解所述镍废渣,得到镍盐溶液及不溶物,所述第三压滤机用于分离所述镍盐溶液及所述不溶物;以及
结晶系统,所述结晶系统包括依次连接的蒸发浓缩装置、第三夹套反应釜、离心机及包装机,所述蒸发浓缩装置与所述第三压滤机相连,用于蒸发所述镍盐溶液得到浓缩液,所述第三夹套反应釜用于冷却所述浓缩液得到镍盐结晶及母液,所述离心机用于分离所述镍盐结晶及所述母液,所述包装机用于包装所述镍盐结晶。
10.根据权利要求9所述的油脂废料的处理系统,其特征在于,所述油脂废料系统还包括回收系统,所述回收系统包括第二储槽及第二夹套反应釜,所述第二储槽与所述第一压滤机及所述第二压滤机相连,用于回收所述第一压滤机及所述第二压滤机分离出的油脂溶液,所述第二夹套反应釜与所述第二储槽相连,用于分离溶解所述油脂废料中的废料的有机溶剂。
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