CN113546435A - 一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统及方法,涉及平板显示用有机溶剂处理技术领域。在本发明中:热流管连通有若干独立分层的冷却管,冷却管上配置有冷凝环温传感器。光电发射器与光电接收器一一对应配合,每组相对应的光电发射器和光电接收器之间的监测区域位于相邻分层的冷却管之间。分离罐配置有用于监测出气通道内气体黏度的气体黏度检测装置。本发明通过在多层级分布的冷却管之间配置光电检测模块,对多层级位置冷却管间产生液化液雾进行光电检测,由下而上进行有机溶剂液化程度的检测,并判断当前有机溶剂液化程度,便于主系统进行相应的有机溶液液化辅助控制,间接介入调控有机溶剂的析出量以及纯度。
Description
技术领域
本发明属于平板显示用有机溶剂处理技术领域,特别是涉及一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统及方法。
背景技术
平板显示器技术中,TFT-LCD是现有的主流技术,而且已经在生产中取得教好的经济效益。但在平板显示的实际生产过程中,也伴随产生了大量高浓度高分子有机废液,很多有机废液直接排放存在较大公害,因此在获得较好的经济效益的同时,还需考虑环境保护的问题,故该部分生产废水考虑其水质特性也必须要进行处理。另外有些平板显示用的有机废液中,一些有机溶剂能够循环利用,例如NMF、BDG、MEA、DMSO、PGMEA、TMAH等,经济回收价值较高,可以尝试对其进行回收循环利用。
在现有的平板显示用的有机溶剂分离技术中,分馏冷凝技术较为常见。在降温冷凝过程中,冷凝环境温度检测和温度控制无法做到面面俱到,导致混合液气流中的有机溶剂在冷凝时的液化量不足,或因介入过度制冷能耗,来换取低含量的有机溶剂冷凝分离,相互换取价值不当。而现有技术中也没有能够解决上述问题的有效方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统及方法,通过在多层级分布的冷却管之间配置光电检测模块,对多层级位置冷却管间产生液化液雾进行光电检测,由下而上进行有机溶剂液化程度的检测,并判断当前有机溶剂液化程度,便于主系统进行相应的有机溶液液化辅助控制,间接介入调控有机溶剂的析出量以及纯度。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明为一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,混合液加热装置出气端通过密封管道连接有分离罐,分离罐内配置有第一隔断板和第二隔断板,分离罐内设有位于第一隔断板与第二隔断板之间的液化腔,分离罐内设有位于第一隔断板上游侧的进气通道,分离罐内设有位于第二隔断板下游侧的出气通道。分离罐配置有用于监测进气通道气流温度的进气流温度传感模块,分离罐配置有用于监测分离罐内部气压的气压传感模块。分离罐安装有热流管,热流管穿过分离罐的液化腔,热流管连通有若干独立分层的冷却管,冷却管上配置有冷凝环温传感器,分离罐配置有位于最上层冷却管上方的主腔温度传感模块。第一隔断板朝向液化腔的一侧面嵌设有若干光电发射器,第二隔断板朝向液化腔的一侧面嵌设有若干光电接收器,光电发射器与光电接收器一一对应配合,每组相对应的光电发射器和光电接收器之间的监测区域位于相邻分层的冷却管之间。第二隔断板开设有连通液化腔与出气通道的出气口,分离罐配置有用于监测出气通道内气体黏度的气体黏度检测装置,分离罐配置有与出气通道相连通的第一导气支管和第二导气支管,第一导气支管位于气体黏度检测装置的下游区域,第二导气支管位于第一导气支管的下游区域。
作为本发明的一种优选技术方案,混合液加热装置底部配置有加热器,混合液加热装置上部配置有用于调节气压的加压装置。
作为本发明的一种优选技术方案,热流管结构中,非冷却管所连接的管段上配置有隔热层。热流管,包括进流管和出流管,冷却管的一端与进流管连通,冷却管的另一端与出流管连通。分离罐底部配置有位于液化腔下方的冷凝回收模块。
作为本发明的一种优选技术方案,每一层的冷却管,配置有若干根并联设置的导管结构。
作为本发明的一种优选技术方案,气体黏度检测装置一端设有位于出气通道内的采样管道,采样管道的端侧设有采样端口,采样端口内环侧面配置有端口温度传感模块。
作为本发明的一种优选技术方案,第一导气支管上配置有第一支管电控阀,第二导气支管上配置有第二支管电控阀。
本发明包括一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离方法,包括以下方法内容:
㈠平板显示用有机溶剂的混水混合溶液导入混合液加热装置,混合液加热装置上的加热器、加压装置运作,对混合液加热装置中的有机溶剂混水混合液进行加热,将混合液进行蒸发。
㈡加热蒸发的混合液气流进入分离罐内,混合液气流经进气通道进入液化腔,混合液气流经若干层冷却管进行相应有机溶剂的冷凝液化。
㈢若干组相互对应配合的光电发射器和光电接收器进行独立的光电信号检测,对相邻层的冷却管之间的区域实时产生的冷凝液化量进行监测。
㈣冷凝环温传感器对当前独立层的冷却管环温进行监测。
㈤主系统根据若干组相互配合的光电发射器和光电接收器之间监测到的光电信号信息,以及冷凝环温传感器监测到的独立层的冷却管环温,判断由下而上的实时液化量变化状态异常情况,主系统并进行相对应的驱动调控。当冷凝环温传感器监测到冷却管环温处于当前待冷凝液化的有机溶剂的冷凝温度区间时,设由下而上若干独立层的冷却管之间的冷凝区域对应的液化量依次为[L1,L2,...,Ln]。①当最上层的冷凝区域对应的液化量Ln≤Δσ,则主系统判定冷凝液化完全,其中,Δσ为主系统内预设的有机溶剂冷凝最小参考值。②当最上层的冷凝区域对应的液化量Ln>Δσ,对若干独立层的冷却管之间的冷凝区域对应的液化量进行区域总量占比分析,分析当前有机溶剂液化程度;设若干独立层的冷却管之间的冷凝区域所产生的液化总量为LZ;则任意两个相邻独立层的冷却管之间的冷凝区域的液化量区域总量占比为λ=Lx/LZ;若干独立层的冷却管之间的冷凝区域至少分为三段:低位初始液化段,中位集中液化段和高位低含量液化段,主系统分析计算此三段冷凝区域的液化量区域总量占比分别为:λa、λb、λc,主系统根据各段冷凝区域的液化量区域总量占比关系,判断有机溶剂冷凝液化程度是否符合系统预设要求。
㈥冷凝液化后的混合液气流由出气口进入出气通道,气体黏度检测装置对气流进行黏度检测;①气体黏度低于系统预设参考值,第一支管电控阀打开,将符合排出条件的气流排出冷却分离系统;②气体黏度低于系统预设参考值,第二支管电控阀打开,将不符合排出条件的气流引流至下一级冷却分离系统中。
作为本发明的一种优选技术方案,设当前待冷凝液化的有机溶剂的冷凝温度区间为[T1,T2],其中T2>T1;设任意一个冷凝环温传感器监测到冷却管环温为T0;①当T0≥T2,主系统驱动热流管加速流动,直至T0<T2,热流管保持流速;②当T1<T0<T2,主系统驱动热流管保持流动速率;③当T0≤T1,主系统驱动热流管降低流动,直至T0>T1,热流管保持流速。
作为本发明的一种优选技术方案,低位初始液化段,中位集中液化段和高位低含量液化段的三段冷凝区域的液化量区域总量占比关系中:当λc≥λb>λa,则主系统判定当前有机溶剂冷凝液化程度低,存在过量排出可析出有机溶剂的风险;当λa≥λb>λc,则主系统判定当前冷却管降温冷凝温度过低、耗能增加;当λb>λa>λc,则主系统判定当前有机溶剂冷凝液化状态正常。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明通过分离罐中配套设计液化腔,进行多层化降温冷凝,对混合液气流中符合温度条件的平板显示用有机溶剂例如PGMEA、NMF、BDG、MEA、DMSO、TMAH等进行液化,通过在多层级分布的冷却管之间配置光电检测模块,对多层级位置冷却管间产生液化液雾进行光电检测,由下而上进行有机溶剂液化程度的检测,并判断当前有机溶剂液化程度,进而便于主系统进行相应的有机溶液液化辅助控制,间接介入调控有机溶剂的析出量以及纯度;
2、本发明中在出气通道配置气体黏度检测装置,对实际需要排出的气流黏度进行检测,判断气流是否达到排出标准,避免排出后的有机溶剂公共危害,也间接提升了有机溶剂回收率。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中有机溶剂冷却分离系统的整体结构配置示意图;
图2为图1中A处局部放大的结构示意图;
图3为本发明中热流管与冷却管的(俯视)配合结构示意图;
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
1-混合液加热装置;2-加热器;3-加压装置;4-分离罐;5-第一隔断板;6-第二隔断板;7-液化腔;8-热流管;801-进流管;802-出流管;9-隔热层;10-冷却管;11-冷凝环温传感器;12-光电发射器;13-光电接收器;14-进气通道;15-出气通道;16-冷凝回收模块;17-出气口;18-气体黏度检测装置;19-采样管道;20-采集端口;21-端口温度传感模块;22-第一导气支管;23-第一支管电控阀;24-第二导气支管;25-第二支管电控阀;26-进气流温度传感模块;27-气压传感模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明为一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,包括以下内容:
混合液加热装置1,底部配置有加热器2,上部配置有用于调节气压的加压装置3,根据实际加热加压需要进行控制,高效进行液体蒸发。
分离罐4,内配置有第一隔断板5和第二隔断板6,第一隔断板5与第二隔断板6之间形成液化腔7,第一隔断板5上游侧为进气通道14,第二隔断板6下游侧为出气通道15。
进气流温度传感模块26,配置在进气通道14区段内,用于监测进气通道14气流温度。气压传感模块27,用于监测分离罐4内部气压。
热流管8,穿过分离罐4的液化腔7。热流管8上设置有若干独立分层的冷却管10,冷却管10位于液化腔7中。热流管8结构中,非冷却管10所连接的管段上配置有隔热层9[避免不必要的冷量散失]。热流管8,包括两根管道,分别为进流管801和出流管802,冷却管10的一端与进流管801连通,冷却管10的另一端与出流管802连通。另外,冷却管10整体成方形状,而且有若干根并联设置的导管结构,冷却液独立流经每根导管。冷却管10上配置有冷凝环温传感器11,分离罐4配置有位于最上层冷却管10上方的主腔温度传感模块28,主腔温度传感模块28用于对分离罐4的液化腔7的上部环温进行检测,避免在出气口17前出现混合液气流温度降至下一个液体析出的冷凝温度。
实施例二
基于实施例一,在本发明的有机溶剂冷却分离系统中:
第一隔断板5侧面嵌设有若干光电发射器12,第二隔断板6侧面嵌设有若干光电接收器13,光电发射器12、光电接收器13都朝向液化腔7,光电发射器12、光电接收器13一一对应配合形成若干组,每组相对应的光电发射器12和光电接收器13之间的监测区域位于相邻分层的冷却管10之间。
实施例三
第二隔断板6开设有出气口17,出气口17连通液化腔7与出气通道15。出气通道15区段中,配置有气体黏度检测装置18,气体黏度检测装置18用于监测出气通道15内气体黏度。
气体黏度检测装置18包括采样管道19,采样管道19伸入出气通道15内。采样管道19包括端侧的采样端口20,采样端口20内环侧面配置有端口温度传感模块21,用于检测进入气体黏度检测装置18内的气流温度。
第一导气支管22和第二导气支管24连接在出气通道15区段位置,第一导气支管22上安装有第一支管电控阀23,第二导气支管24上安装有第二支管电控阀25,便于根据实际需要进行管路切换控制。其中,上下游位置关系依次为:气体黏度检测装置18、第一导气支管22、第二导气支管24。
实施例四
在本发明有机溶剂冷却分离系统的分离方法中:
混合液热气流先接触到底层区域的冷却管10时,符合温度条件的有机溶剂开始出现冷凝液化。伴随热气流逐步上升,到达中部区域的冷却管10时,混合液气流中符合温度条件的有机溶剂液化效率大幅度提升。而到上层区域的冷区管10时,大部分符合温度条件的有机溶剂都已经液化[附着下沉],上层区域的液化量值正常状态下是比较低的。
主系统根据若干组相互配合的光电发射器12和光电接收器13之间进行光电信号检测,通过光电信号的通透量进行当前位置的液化量判断,结合冷凝环温传感器11监测到的独立层的冷却管10环温,判断由下而上的实时液化量变化状态异常情况,主系统并进行相对应的驱动调控。
冷凝环温传感器11进行实时温度监测,当冷却管10环温处于当前待冷凝液化的有机溶剂的冷凝温度区间时,若干独立层[由下而上]的冷却管10之间的冷凝区域所产生的液化量依次为[L1,L2,...,Ln]。①当最上层的冷凝区域的液化量不高于主系统内预设的有机溶剂冷凝最小参考值,则主系统判定冷凝液化完全。②当最上层的冷凝区域对应的液化量低于主系统内预设的有机溶剂冷凝最小参考值,对若干独立层的冷却管10之间的冷凝区域对应的液化量进行区域总量占比分析,分析当前有机溶剂液化程度,具体分析内容如下:若干独立层的冷却管10之间的冷凝区域所产生的液化总量为LZ,其中LZ=L1+L2+...+Ln。则任意两个相邻独立层的冷却管10之间的冷凝区域的液化量区域总量占比为λ=Lx/LZ,其中Lx为任意两个相邻独立层的冷却管10之间的冷凝区域的液化量参照值。
若干独立层的冷却管10之间的冷凝区域至少分为三段:低位初始液化段、中位集中液化段和高位低含量液化段。主系统分析计算此三段冷凝区域的液化量区域总量占比分别为:λa[低位初始液化段]、λb[中位集中液化段]和λc[高位低含量液化段],根据各段冷凝区域的液化量区域总量占比关系,主系统判断有机溶剂冷凝液化程度是否达到实际系统预设的生产运作过程中的量化要求。
当λc≥λb>λa,则主系统判定当前有机溶剂冷凝液化程度低,存在过量排出可析出有机溶剂的风险;当λa≥λb>λc,则主系统判定当前冷却管10降温冷凝温度过低、耗能增加[可适当减缓冷却管10内冷却液流速,降低制冷能耗];当λb>λa>λc,则主系统判定当前有机溶剂冷凝液化状态正常。
实施例五
在本发明有机溶剂冷却分离系统的分离方法中:
冷凝液化后的混合液气流由出气口17进入出气通道15,气体黏度检测装置18对气流进行黏度检测,分离处上游有机溶剂液化工序的混合液黏度会发生较大变化。同时为了提高检测精度,在采样端口配置端口温度传感模块21[温度不同,气体黏度也会发生变化]。当气体黏度低于系统预设参考值,第一支管电控阀23打开、第二支管电控阀25关闭,将符合排出条件的气流排出冷却分离系统。当气体黏度低于系统预设参考值,第二支管电控阀25打开、第一支管电控阀23关闭,将不符合排出条件的气流引流至下一级冷却分离系统中,进行二次加热、传导、液化操作。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,其特征在于:
包括混合液加热装置(1),所述混合液加热装置(1)出气端通过密封管道连接有分离罐(4),所述分离罐(4)内配置有第一隔断板(5)和第二隔断板(6),所述分离罐(4)内设有位于第一隔断板(5)与第二隔断板(6)之间的液化腔(7),所述分离罐(4)内设有位于第一隔断板(5)上游侧的进气通道(14),所述分离罐(4)内设有位于第二隔断板(6)下游侧的出气通道(15);
所述分离罐(4)配置有用于监测进气通道(14)气流温度的进气流温度传感模块(26),所述分离罐(4)配置有用于监测分离罐(4)内部气压的气压传感模块(27);
所述分离罐(4)安装有热流管(8),所述热流管(8)穿过分离罐(4)的液化腔(7),所述热流管(8)连通有若干独立分层的冷却管(10),所述冷却管(10)上配置有冷凝环温传感器(11),所述分离罐(4)配置有位于最上层冷却管(10)上方的主腔温度传感模块(28);
所述第一隔断板(5)朝向液化腔(7)的一侧面嵌设有若干光电发射器(12),所述第二隔断板(6)朝向液化腔(7)的一侧面嵌设有若干光电接收器(13),所述光电发射器(12)与光电接收器(13)一一对应配合,每组相对应的光电发射器(12)和光电接收器(13)之间的监测区域位于相邻分层的冷却管(10)之间;
所述第二隔断板(6)开设有连通液化腔(7)与出气通道(15)的出气口(17),所述分离罐(4)配置有用于监测出气通道(15)内气体黏度的气体黏度检测装置(18),所述分离罐(4)配置有与出气通道(15)相连通的第一导气支管(22)和第二导气支管(24),所述第一导气支管(22)位于气体黏度检测装置(18)的下游区域,所述第二导气支管(24)位于第一导气支管(22)的下游区域。
2.根据权利要求1所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,其特征在于:
所述混合液加热装置(1)底部配置有加热器(2),所述混合液加热装置(1)上部配置有用于调节气压的加压装置(3)。
3.根据权利要求1所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,其特征在于:
所述热流管(8)结构中,非冷却管(10)所连接的管段上配置有隔热层(9);
所述热流管(8),包括进流管(801)和出流管(802),所述冷却管(10)的一端与进流管(801)连通,所述冷却管(10)的另一端与出流管(802)连通;
所述分离罐(4)底部配置有位于液化腔(7)下方的冷凝回收模块(16)。
4.根据权利要求3所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,其特征在于:
每一层的冷却管(10),配置有若干根并联设置的导管结构。
5.根据权利要求1所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,其特征在于:
所述气体黏度检测装置(18)一端设有位于出气通道(15)内的采样管道(19),所述采样管道(19)的端侧设有采样端口(20),所述采样端口(20)内环侧面配置有端口温度传感模块(21)。
6.根据权利要求1所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,其特征在于:
所述第一导气支管(22)上配置有第一支管电控阀(23),所述第二导气支管(24)上配置有第二支管电控阀(25)。
7.一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离方法,其特征在于,采用权利要求1-6中所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离系统,包括以下内容:
㈠平板显示用有机溶剂的混水混合溶液导入混合液加热装置(1),混合液加热装置(1)上的加热器(2)、加压装置(3)运作,对混合液加热装置(1)中的有机溶剂混水混合液进行加热,将混合液进行蒸发;
㈡加热蒸发的混合液气流进入分离罐(4)内,混合液气流经进气通道(14)进入液化腔(7),混合液气流经若干层冷却管(10)进行相应有机溶剂的冷凝液化;
㈢若干组相互对应配合的光电发射器(12)和光电接收器(13)进行独立的光电信号检测,对相邻层的冷却管(10)之间的区域实时产生的冷凝液化量进行监测;
㈣冷凝环温传感器(11)对当前独立层的冷却管(10)环温进行监测;
㈤主系统根据若干组相互配合的光电发射器(12)和光电接收器(13)之间监测到的光电信号信息,以及冷凝环温传感器(11)监测到的独立层的冷却管(10)环温,判断由下而上的实时液化量变化状态异常情况,主系统并进行相对应的驱动调控;
当冷凝环温传感器(11)监测到冷却管(10)环温处于当前待冷凝液化的有机溶剂的冷凝温度区间时,设由下而上若干独立层的冷却管(10)之间的冷凝区域对应的液化量依次为[L1,L2,...,Ln];
①当最上层的冷凝区域对应的液化量Ln≤Δσ,则主系统判定冷凝液化完全,其中,Δσ为主系统内预设的有机溶剂冷凝最小参考值;
②当最上层的冷凝区域对应的液化量Ln>Δσ,对若干独立层的冷却管(10)之间的冷凝区域对应的液化量进行区域总量占比分析,分析当前有机溶剂液化程度;
设若干独立层的冷却管(10)之间的冷凝区域所产生的液化总量为LZ;
则任意两个相邻独立层的冷却管(10)之间的冷凝区域的液化量区域总量占比为λ=Lx/LZ;
若干独立层的冷却管(10)之间的冷凝区域至少分为三段:低位初始液化段、中位集中液化段和高位低含量液化段,主系统分析计算此三段冷凝区域的液化量区域总量占比分别为:λa、λb、λc,主系统根据各段冷凝区域的液化量区域总量占比关系,判断有机溶剂冷凝液化程度是否符合系统预设要求;
㈥冷凝液化后的混合液气流由出气口(17)进入出气通道(15),气体黏度检测装置(18)对气流进行黏度检测;
①气体黏度低于系统预设参考值,第一支管电控阀(23)打开,将符合排出条件的气流排出冷却分离系统;
②气体黏度低于系统预设参考值,第二支管电控阀(25)打开,将不符合排出条件的气流引流至下一级冷却分离系统中。
8.根据权利要求7所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离方法,其特征在于:
设当前待冷凝液化的有机溶剂的冷凝温度区间为[T1,T2],其中T2>T1;设任意一个冷凝环温传感器(11)监测到冷却管环温为T0;
①当T0≥T2,主系统驱动热流管(8)加速流动,直至T0<T2,热流管(8)保持流速;
②当T1<T0<T2,主系统驱动热流管(8)保持流动速率;
③当T0≤T1,主系统驱动热流管(8)降低流动,直至T0>T1,热流管(8)保持流速。
9.根据权利要求7所述的一种平板显示用有机溶剂混水式加压冷却分离方法,其特征在于:
低位初始液化段,中位集中液化段和高位低含量液化段的三段冷凝区域的液化量区域总量占比关系中:
当λc≥λb>λa,则主系统判定当前有机溶剂冷凝液化程度低,存在过量排出可析出有机溶剂的风险;
当λa≥λb>λc,则主系统判定当前冷却管(10)降温冷凝温度过低、耗能增加;
当λb>λa>λc,则主系统判定当前有机溶剂冷凝液化状态正常。
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- 2021-08-03 CN CN202110885300.2A patent/CN113546435B/zh active Active
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