CN118518827A - 氨逃逸率测量装置 - Google Patents

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CN118518827A
CN118518827A CN202410611709.9A CN202410611709A CN118518827A CN 118518827 A CN118518827 A CN 118518827A CN 202410611709 A CN202410611709 A CN 202410611709A CN 118518827 A CN118518827 A CN 118518827A
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王立凯
杨进福
王伟
姚明伟
孙梁
张彤辉
贾金秋
陈和顺
王金
凤建刚
高胜才
苏德
柴盛
冯波
陈冲
王发科
刘银东
吕蒙
祁光飞
刘聪
金晓灵
任立凯
何江
陆鹏
解培乐
马真敏
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Abstract

本发明提供了一种氨逃逸率测量装置,包括:取样测量通道,包括依次连通的取样管段、混合管段、催化管段和排放管段,取样管段插设在脱硝出口烟道内用于将脱硝出口烟道内的烟气取样至混合管段内;催化管段内存储催化剂以与脱硝出口烟道内的烟气进行反应,排放管段与空预器出口烟道连通,以使经催化管段反应后的气体排放至空预器出口烟道内;测量结构分别与混合管段和催化管段连接,以用于测量催化管段两端处的气体的氨浓度值;反吹结构,与排放管段连接,以用于向排管段内吹热气使该热气依次流至催化管段和混合管段,以解决现有技术中利用氨逃逸率测量仪难以准确地评估脱硝出口氨逃逸率,且测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量不可靠的问题。

Description

氨逃逸率测量装置
技术领域
本发明涉及烟气参数测量技术领域,具体而言,涉及一种氨逃逸率测量装置。
背景技术
目前,大型电站普遍采用SCR脱硝装置来降低烟气中NOx排放浓度。SCR利用NH3对NOx的还原特性,在催化剂的作用下将NOx还原为对环境无害的N2和H2O。而在实际运行过程中,喷氨量的控制尤为关键,增加喷氨量有利于降低NOx排放浓度,但氨逃逸率则会随之增加,进而造成下游空气预热器因硫酸氢氨沉积而堵塞和腐蚀。脱硝出口氨逃逸率的准确监测与评估是喷氨量控制的关键反馈信号,现有技术中一般在脱硝出口同时装设NOx测量仪表和氨逃逸测量仪表,以实现对氨逃逸率的监测与评估。
然而,传统的氨逃逸测量仪表存在取样不具代表性、测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量值偏小、系统复杂造成不可靠等若干问题,进而难以在线准确地评估脱硝出口氨逃逸率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种氨逃逸率测量装置,以解决现有技术中利用氨逃逸率测量仪难以准确地评估脱硝出口氨逃逸率,且测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量不可靠的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种氨逃逸率测量装置,包括:取样测量通道,包括依次连通的取样管段、混合管段、催化管段和排放管段,取样管段插设在脱硝出口烟道内,以用于将脱硝出口烟道内的烟气取样至混合管段内;催化管段内用于存储催化剂,以使催化剂与脱硝出口烟道内的烟气进行反应,排放管段与空预器出口烟道连通,以使经催化管段反应后的气体排放至空预器出口烟道内;测量结构,分别与混合管段和催化管段连接,以用于测量位于催化管段两端处的气体的氨浓度值;反吹结构,与排放管段连接,以用于向排放管段内吹热气,以使该热气依次流至催化管段和混合管段。
进一步地,测量结构包括:第一取样支路和第二取样支路,第一取样支路与混合管段靠近催化管段的一端连接,第二取样支路与排放管段靠近催化管段的一端连接;抽气部件,分别与第一取样支路和第二取样支路连接,以通过抽气部件分别对位于催化管段两端处的气体进行取样。
进一步地,测量结构还包括:第一取样探头和第二取样探头,第一取样探头设置在第一取样支路上靠近混合管段的位置处;第二取样探头设置在第二取样支路上靠近排放管段的位置处。
进一步地,测量结构还包括:测量管段,分别与第一取样支路和第二取样支路连接;氨浓度测量部件,设置在测量管段上,以分别对位于催化管段两端处的气体的氨浓度值进行测量。
进一步地,测量结构还包括:第一控制阀,设置在测量管段上并位于氨浓度测量部件靠近第一取样支路的一端,以用于控制氨浓度测量部件与第一取样支路之间的通断;第二控制阀,设置在测量管段上并位于氨浓度测量部件靠近第二取样支路的一端,以用于控制氨浓度测量部件与第二取样支路之间的通断。
进一步地,反吹结构包括:热风源;反吹管段,反吹管段的两端分别与热风源和排放管段连接,以通过热风源提供热气并使该热气经反吹管段流至排放管段内;第三控制阀,设置在反吹管段上,以用于控制反吹管段与排放管段之间的通断。
进一步地,排放管段上远离反吹结构的一端设置有调节阀,以用于控制排放管段与空预器出口烟道之间的通断;以在调节阀打开时,通过调节调节阀的开度,以控制催化管段内的取样烟气的流速。
进一步地,混合管段上设置有气体流量检测部件,以在反吹结构进行反吹时,通过气体流量检测部件检测流至混合管段内的热气流量。
进一步地,取样管段、混合管段、催化管段和排放管段的外壁面均设置有保温加热层;和/或,取样管段、混合管段、催化管段和排放管段内的温度均保持在预设取值范围D1内,预设取值范围D1满足:280℃≤D1≤400℃。
进一步地,取样管段伸入脱硝出口烟道内并分别与脱硝出口烟道的相对两内侧壁抵接,取样管段上设置有多个进气口,多个进气口沿取样管段的长度方向间隔设置,并沿取样管段的周向方向布置。
应用本发明的技术方案,氨逃逸率测量装置包括取样测量通道、测量结构和反吹结构;其中,取样测量通道包括依次连通的取样管段、混合管段、催化管段和排放管段,取样管段插设在脱硝出口烟道内,以用于将脱硝出口烟道内的烟气取样至混合管段内;催化管段内用于存储催化剂,以使催化剂与脱硝出口烟道内的烟气进行反应,排放管段与空预器出口烟道连通,以使经催化管段反应后的气体排放至空预器出口烟道内;测量结构分别与混合管段和催化管段连接,以用于测量位于催化管段两端处的气体的氨浓度值;反吹结构与排放管段连接,以用于向排放管段内吹热气,以使该热气依次流至催化管段和混合管段。这样,通过在催化管段设置高效脱硝的催化剂,同时保证取样烟气流速维持在较低水平,进而使从脱硝出口烟道取样的烟气与催化剂进一步反应,通过测量结构分别测量反应前后的NOx浓度即可评估得出脱硝出口烟道的氨逃逸率;而通过反吹结构依次向排放管段、催化管段和混合管段反吹热气,可防止其堵塞导致测量结构测量的结果不准确的问题,进而解决现有技术中利用氨逃逸率测量仪难以准确地评估脱硝出口氨逃逸率,且测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量不可靠的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的氨逃逸率测量装置的实施例的整体结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、脱硝出口烟道;2、空预器出口烟道;10、取样测量通道;11、取样管段;12、混合管段;120、气体流量检测部件;13、催化管段;130、催化剂;14、排放管段;140、调节阀;20、测量结构;21、第一取样支路;22、第二取样支路;23、抽气部件;24、第一取样探头;25、第二取样探头;26、测量管段;27、氨浓度测量部件;28、第一控制阀;29、第二控制阀;30、反吹结构;31、热风源;32、反吹管段;33、第三控制阀。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了解决现有技术中利用氨逃逸率测量仪难以准确地评估脱硝出口氨逃逸率,且测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量不可靠的问题,本发明提供了一种氨逃逸率测量装置。
请参考图1所示,应用本发明的技术方案,氨逃逸率测量装置包括取样测量通道10、测量结构20和反吹结构30;其中,取样测量通道10包括依次连通的取样管段11、混合管段12、催化管段13和排放管段14,取样管段11插设在脱硝出口烟道1内,以用于将脱硝出口烟道1内的烟气取样至混合管段12内;催化管段13内用于存储催化剂130,以使催化剂130与脱硝出口烟道1内的烟气进行反应,排放管段14与空预器出口烟道2连通,以使经催化管段13反应后的气体排放至空预器出口烟道2内;测量结构20分别与混合管段12和催化管段13连接,以用于测量位于催化管段13两端处的气体的氨浓度值;反吹结构30与排放管段14连接,以用于向排放管段14内吹热气,以使该热气依次流至催化管段13和混合管段12。
应用本实施例的技术方案,通过在催化管段13设置高效脱硝的催化剂130,同时保证取样烟气流速维持在较低水平,进而使从脱硝出口烟道1取样的烟气与催化剂130进一步反应,通过测量结构20分别测量反应前后的NOx浓度即可评估得出脱硝出口烟道1的氨逃逸率;而通过反吹结构30依次向排放管段14、催化管段13和混合管段12反吹热气,可防止其堵塞导致测量结构20测量的结果不准确的问题,进而解决现有技术中利用氨逃逸率测量仪难以准确地评估脱硝出口氨逃逸率,且测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量不可靠的问题。
在本实施例中,催化剂130的活性不低于40m/h。
具体地,测量结构20包括第一取样支路21、第二取样支路22和抽气部件23,第一取样支路21与混合管段12靠近催化管段13的一端连接,第二取样支路22与排放管段14靠近催化管段13的一端连接;抽气部件23分别与第一取样支路21和第二取样支路22连接,以通过抽气部件23分别对位于催化管段13两端处的气体进行取样。这样,在需要对位于催化管段13两端处的气体进行取样测量时,可选择地使抽气部件23与第一取样支路21或第二取样支路22连通,以分别进行取样并进行氨浓度测量。
具体地,测量结构20还包括第一取样探头24和第二取样探头25,第一取样探头24设置在第一取样支路21上靠近混合管段12的位置处;第二取样探头25设置在第二取样支路22上靠近排放管段14的位置处。这样,在对催化管段13靠近混合管段12的一端处的气体进行取样时,通过抽气部件23利用第一取样探头24进行取样;同样地,在对催化管段13靠近排放管段14的一端处的气体进行取样时,通过抽气部件23利用第二取样探头25进行取样。
为了分别对位于催化管段13两端处的气体的氨浓度值进行测量,测量结构20还包括测量管段26和氨浓度测量部件27;其中,测量管段26分别与第一取样支路21和第二取样支路22连接;氨浓度测量部件27设置在测量管段26上,以分别对位于催化管段13两端处的气体的氨浓度值进行测量。这样,以在第一取样支路21和第二取样支路22分别对应对位于催化管段13两端处的气体进行取样之后,可通过氨浓度测量部件27对其的氨浓度值分别进行测量。
在本实施例中,氨浓度测量部件27为NOx浓度分析仪。
具体地,测量结构20还包括第一控制阀28和第二控制阀29;第一控制阀28设置在测量管段26上并位于氨浓度测量部件27靠近第一取样支路21的一端,以用于控制氨浓度测量部件27与第一取样支路21之间的通断;第二控制阀29设置在测量管段26上并位于氨浓度测量部件27靠近第二取样支路22的一端,以用于控制氨浓度测量部件27与第二取样支路22之间的通断。这样,以在通过氨浓度测量部件27对催化管段13靠近混合管段12的一端的气体的氨浓度值进行测量时,控制第一控制阀28打开和第二控制阀29关闭;而在通过氨浓度测量部件27对催化管段13靠近排放管段14的一端的气体的氨浓度值进行测量时,相反地,控制第二控制阀29打开和第一控制阀28关闭。
为了进一步地防止取样测量通道10堵塞,提高测量的准确性,反吹结构30包括热风源31、反吹管段32和第三控制阀33;反吹管段32的两端分别与热风源31和排放管段14连接,以通过热风源31提供热气并使该热气经反吹管段32流至排放管段14内;第三控制阀33设置在反吹管段32上,以用于控制反吹管段32与排放管段14之间的通断。这样,通过打开第三控制阀33,进行反吹热气,防止测量时受到烟气中的水分干扰以及氨吸附堵塞导致测量不准确地问题。
在本实施例中,热风源31为热一次风母管。
具体地,排放管段14上远离反吹结构30的一端设置有调节阀140,以用于控制排放管段14与空预器出口烟道2之间的通断;以在调节阀140打开时,通过调节调节阀140的开度,以控制催化管段13内的取样烟气的流速。优选地,将催化管段13内的取样烟气的流速控制在0.5-3m/s的范围内。
具体地,混合管段12上设置有气体流量检测部件120,以在反吹结构30进行反吹时,通过气体流量检测部件120检测流至混合管段12内的热气流量。
优选地,反吹结构30的反吹间隔时间为1-10h,并通过气体流量检测部件120实时监测反吹热风的流量。
可选地,取样管段11、混合管段12、催化管段13和排放管段14的外壁面均设置有保温加热层;以防止在测量时受到烟气中的水分干扰以及氨吸附堵塞导致测量不准确地问题。
可选地,取样管段11、混合管段12、催化管段13和排放管段14内的温度均保持在预设取值范围D1内,预设取值范围D1满足:280℃≤D1≤400℃;以防止在测量时受到烟气中的水分干扰以及氨吸附堵塞导致测量不准确地问题。
具体地(附图中未示出),取样管段11伸入脱硝出口烟道1内并分别与脱硝出口烟道1的相对两内侧壁抵接,取样管段11上设置有多个进气口,多个进气口沿取样管段11的长度方向间隔设置,并沿取样管段11的周向方向布置。这样,利用多个进气口可充分对脱硝出口烟道1内的烟气进行取样并流至混合管段12内。
在本申请的一个实施例中,具体地测量步骤如下:
1)打开调节阀140,并在线实时调节调节阀140的开度大小,使得催化管段13内从脱硝出口烟道1取样得到的烟气流速控制在0.5-3m/s的范围内;
2)打开第一控制阀28,关闭第二控制阀29,开启抽气部件23进行第一取样支路21取样,脱硝出口烟道1内烟气依次经取样管段11、混合管段12、第一取样探头24和第一控制阀28后,进入氨浓度测量部件27,得到催化管段13的入口NOx浓度为37.4mg/Nm3
3)打开第二控制阀29,关闭第一控制阀28,开启抽气部件23进行第二取样支路22取样,脱硝出口烟道1内烟气依次经取样管段11、混合管段12、催化管段13、第二取样探头25和第二控制阀29后,进入氨浓度测量部件27,得到催化管段13的出口NOx浓度为33.8mg/Nm3
4)根据催化管段13的入口NOx浓度和出口NOx浓度的变化值,评估脱硝出口氨逃逸率为1.75ppm-2ppm之间,误差不大于10%;
5)定时反吹,防止催化剂130表面积灰严重。打开第三控制阀33,关闭调节阀140,进行反吹,反吹间隔时间优选1-10h,并通过气体流量检测部件120监测反吹风的流量。
需要注意的是,在进行步骤1)至3)时,将取样管段11、混合管段12、催化管段13和排放管段14内的温度保持在280-400℃。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
氨逃逸率测量装置包括取样测量通道、测量结构和反吹结构;其中,取样测量通道包括依次连通的取样管段、混合管段、催化管段和排放管段,取样管段插设在脱硝出口烟道内,以用于将脱硝出口烟道内的烟气取样至混合管段内;催化管段内用于存储催化剂,以使催化剂与脱硝出口烟道内的烟气进行反应,排放管段与空预器出口烟道连通,以使经催化管段反应后的气体排放至空预器出口烟道内;测量结构分别与混合管段和催化管段连接,以用于测量位于催化管段两端处的气体的氨浓度值;反吹结构与排放管段连接,以用于向排放管段内吹热气,以使该热气依次流至催化管段和混合管段。这样,通过在催化管段设置高效脱硝的催化剂,同时保证取样烟气流速维持在较低水平,进而使从脱硝出口烟道取样的烟气与催化剂进一步反应,通过测量结构分别测量反应前后的NOx浓度即可评估得出脱硝出口烟道的氨逃逸率;而通过反吹结构依次向排放管段、催化管段和混合管段反吹热气,可防止其堵塞导致测量结构测量的结果不准确的问题,进而解决现有技术中利用氨逃逸率测量仪难以准确地评估脱硝出口氨逃逸率,且测量数值受烟气中水分干扰、氨吸附导致测量不可靠的问题。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨逃逸率测量装置,其特征在于,包括:
取样测量通道(10),包括依次连通的取样管段(11)、混合管段(12)、催化管段(13)和排放管段(14),所述取样管段(11)插设在脱硝出口烟道(1)内,以用于将所述脱硝出口烟道(1)内的烟气取样至所述混合管段(12)内;所述催化管段(13)内用于存储催化剂(130),以使所述催化剂(130)与所述脱硝出口烟道(1)内的烟气进行反应,所述排放管段(14)与空预器出口烟道(2)连通,以使经所述催化管段(13)反应后的气体排放至所述空预器出口烟道(2)内;
测量结构(20),分别与所述混合管段(12)和所述催化管段(13)连接,以用于测量位于所述催化管段(13)两端处的气体的氨浓度值;
反吹结构(30),与所述排放管段(14)连接,以用于向所述排放管段(14)内吹热气,以使该热气依次流至所述催化管段(13)和所述混合管段(12)。
2.根据权利要求1所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述测量结构(20)包括:
第一取样支路(21)和第二取样支路(22),所述第一取样支路(21)与所述混合管段(12)靠近所述催化管段(13)的一端连接,所述第二取样支路(22)与所述排放管段(14)靠近所述催化管段(13)的一端连接;
抽气部件(23),分别与所述第一取样支路(21)和所述第二取样支路(22)连接,以通过所述抽气部件(23)分别对位于所述催化管段(13)两端处的气体进行取样。
3.根据权利要求2所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述测量结构(20)还包括:
第一取样探头(24)和第二取样探头(25),所述第一取样探头(24)设置在所述第一取样支路(21)上靠近所述混合管段(12)的位置处;所述第二取样探头(25)设置在所述第二取样支路(22)上靠近所述排放管段(14)的位置处。
4.根据权利要求2所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述测量结构(20)还包括:
测量管段(26),分别与所述第一取样支路(21)和所述第二取样支路(22)连接;
氨浓度测量部件(27),设置在所述测量管段(26)上,以分别对位于所述催化管段(13)两端处的气体的氨浓度值进行测量。
5.根据权利要求4所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述测量结构(20)还包括:
第一控制阀(28),设置在所述测量管段(26)上并位于所述氨浓度测量部件(27)靠近所述第一取样支路(21)的一端,以用于控制所述氨浓度测量部件(27)与所述第一取样支路(21)之间的通断;
第二控制阀(29),设置在所述测量管段(26)上并位于所述氨浓度测量部件(27)靠近所述第二取样支路(22)的一端,以用于控制所述氨浓度测量部件(27)与所述第二取样支路(22)之间的通断。
6.根据权利要求1所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述反吹结构(30)包括:
热风源(31);
反吹管段(32),所述反吹管段(32)的两端分别与所述热风源(31)和所述排放管段(14)连接,以通过所述热风源(31)提供热气并使该热气经所述反吹管段(32)流至所述排放管段(14)内;
第三控制阀(33),设置在所述反吹管段(32)上,以用于控制所述反吹管段(32)与所述排放管段(14)之间的通断。
7.根据权利要求1所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述排放管段(14)上远离所述反吹结构(30)的一端设置有调节阀(140),以用于控制所述排放管段(14)与所述空预器出口烟道(2)之间的通断;以在所述调节阀(140)打开时,通过调节所述调节阀(140)的开度,以控制所述催化管段(13)内的取样烟气的流速。
8.根据权利要求1所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述混合管段(12)上设置有气体流量检测部件(120),以在所述反吹结构(30)进行反吹时,通过所述气体流量检测部件(120)检测流至所述混合管段(12)内的热气流量。
9.根据权利要求1所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述取样管段(11)、所述混合管段(12)、所述催化管段(13)和所述排放管段(14)的外壁面均设置有保温加热层;和/或,
所述取样管段(11)、所述混合管段(12)、所述催化管段(13)和所述排放管段(14)内的温度均保持在预设取值范围D1内,所述预设取值范围D1满足:280℃≤D1≤400℃。
10.根据权利要求1所述的氨逃逸率测量装置,其特征在于,所述取样管段(11)伸入所述脱硝出口烟道(1)内并分别与所述脱硝出口烟道(1)的相对两内侧壁抵接,所述取样管段(11)上设置有多个进气口,多个所述进气口沿所述取样管段(11)的长度方向间隔设置,并沿所述取样管段(11)的周向方向布置。
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