DE202019000127U1 - Super Steam Producer for distillates made of moist material - Google Patents
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- F26B2200/00—Drying processes and machines for solid materials characterised by the specific requirements of the drying good
- F26B2200/18—Sludges, e.g. sewage, waste, industrial processes, cooling towers
Abstract
Heißdampf Erzeuger für Destillate aus feuchtem Material (12) in lufttechnischer Bauweise, wobei
zur Bildung der Destillate eine Trennstufe TU (30), bestehend aus Wärmetauschmitteln, vorgesehen, aus Heißdampf das eine und aus feuchtem Material (9, 12) das andere und
zur Aufheizung der Destillate ein Wärmeträger (28) in einem Gehäuse (27) vorgesehen sind.
Hot steam Producer for distillates made of moist material (12) in air-technical construction, whereby
for the formation of the distillates a separation stage TU (30), consisting of heat exchange means, provided from hot steam one and the wet material (9, 12) the other and
for heating the distillates a heat transfer medium (28) in a housing (27) are provided.
Description
Die Erfindung befasst sich mit Heißdampf Erzeugern für Destillate aus feuchtem Material, um den Heißdampf für die Trocknung des feuchten Materials zu nutzen und bei der Trocknung von Gütern einen Überschussdampf zu erzeugen, damit auch im kleineren Leistungsbereich < 0,5 t/h Verdampfung, eine trockene Destillation bei einer Trocknung mit Überschussdampf von feuchtem Material und von Klärschlamm möglich ist.The invention relates to hot steam generators for distillates of moist material to use the superheated steam for the drying of the moist material and to produce a surplus vapor during the drying of goods, so that even in the smaller power range <0.5 t / h evaporation, a Dry distillation is possible when drying with excess steam of wet material and sewage sludge.
Weiter ist über Phosphor P, bezogen auf die Menge von 2 g P pro EGW (Einwohnergleichwert) und Tag im Klärschlamm, bekannt, gemäß der Klärschlamm Verordnung § 3, 3a bis 3d, den Phosphor aus Klärschlamm Asche durch Extraktion oder aus trockenem Klärschlamm durch Destillation zu trennen. Weiter befasst sich die Erfindung mit der Erzeugung des Heißdampfes, um durch trockene Destillation eine Trennung des Phosphors aus einer Materialschicht bei Klärschlamm zu ermöglichen.Further, phosphorus P, based on the amount of 2 g P per ECW (population equivalent) and day in sewage sludge, according to the sewage sludge regulation § 3, 3a to 3d, the phosphorus from sewage sludge ash by extraction or dry sewage sludge by distillation to separate. Further, the invention is concerned with the production of the superheated steam in order to enable separation of the phosphor from a material layer in sewage sludge by dry distillation.
Es ist nämlich über die Trennung der Destillate in Dampfatmosphäre bekannt, dass das Wasser bei 100 °C verdampft und anthropogener Phosphor durch Sublimation bei 363 °C als Destillat aus festem Material bei Umgebungsdruck freigesetzt wird. Näheres: Sicherheitsdatenblatt für P2O5.Namely, it is known about the separation of the distillates in a steam atmosphere that the water is evaporated at 100 ° C and anthropogenic phosphorus is released by sublimation at 363 ° C as a distillate of solid material at ambient pressure. Further information: Safety data sheet for P 2 O 5 .
Weiter ist ein Trockner für feuchtes beheiztes Material von der Druckschrift
Weiter ist ein Trockner für abluftfreie Trocknung nach der
Weiter ist ein Wirbelschichtofen für vorgetrockneten Klärschlamm aus Werdhölzli (Zürich) bekannt, in welchem mit der Aufgabe des feuchten Materials in eine Sandschicht, in der folgenden Verbrennung, in der Mischung mit tausenden Kubikmeter m3- Luft, in zahlreichen Abgasreinigungsstufen, in nasser und trockener Rauchgasreinigung, in sauren Waschlösungen ein Aufschluss des feuchten Materials mit Phosphor P in weiteren dampf- und gas-förmigen Betriebsmitteln stattfindet, Chemieabfälle aus der trockenen und nassen Rauchgasreinigung anfallen und zur Entsorgung in die Abwasseranlage zurückgeführt werden. (Näheres: Outotec.com, Oberursel) Nachteil ist der apparative und hohe finanzielle Aufwand für Phosphor in der Menge von 116 kg/h P (1,88 MOL / h und 42 Nm3 / h), der in einer Rohrleitung, von 1,5" förderbar ist. Näheres:
Wesentlicher Nachteil: tausendfacher Wasserverbrauch 1.000 MOL H2O pro MOL P, Vernichtung des Heizwertes und 4 weitere Chemieabfälle, die Belastung der Abwasseranlage mit nassem Sondermüll der RG Reinigung und Asche Transporte auf der A1- statt Energiegewinnung und Erhaltung von Energie in kleinen Kläranlagen.Significant disadvantage: thousandfold water consumption 1.000 MOL H 2 O per MOL P, annihilation of the calorific value and 4 other chemical wastes, pollution of the sewage plant with wet hazardous waste of RG cleaning and ash transports on the A1- instead of energy production and conservation of energy in small sewage treatment plants.
Ein Niedertemperatur Trockner ist von der Druckschrift
Weiter ist ein Verfahren zur Behandlung der Klärschlammaschen nach der Verbrennung in Sandwirbelschichten nach der
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt bei der Verbrennung von Klärschlamm und bei Phosphor Gewinnung aus Klärschlamm das Problem zugrunde, bei dem vorstehend beschriebenen Apparateumfang, basierend auf der Vernichtung der Heizwerte, der Aufgabe und Rückführungen von Fe-haltigen Rohstoffen und von Chemieabfällen in das Abwasser sowie bei hohem Frischwasserbedarf, für mehr Klimaschutz und für kleinere Kläranlagen eine Möglichkeit zur trockenen Destillation in lufttechnischer Bauweise aus feuchtem Material aufzuzeigen und Trockengut am Beispiel von Klärschlamm als Konzentrat abzuführen, um eine Erhaltung der Heizwerte zur späteren Nutzung als Primärenergie zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe im Klimaschutz ist es, den Überschussdampf als CO2-freie Energie einzusetzen und Energie ökologisch zu verwenden. The protection specified in
Dieses Problem wird durch die in Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale, mit einem Heißdampf Erzeuger für Destillate aus feuchtem Material in lufttechnischer Bauweise gelöst, bei welchem
- a) zur Bildung der Destillate eine Trennstufe TU, bestehend aus Wärmetauschmitteln vorgesehen, aus Heißdampf das eine, aus feuchtem Material das andere und
- b) zur Aufheizung der Destillate ein Wärmeträger in einem Gehäuse vorgesehen sind,
- c) und insbesondere ein Schüttgut in dem Gehäuse vorgesehen ist.
- a) for the formation of the distillates a separation stage TU, consisting of heat exchange means provided from hot steam one, from wet material the other and
- b) a heat transfer medium is provided in a housing for heating the distillates,
- c) and in particular a bulk material is provided in the housing.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung sind durch die, in den Unteransprüchen 2 bis 10 genannten Maßnahmen, möglich.Advantageous developments and embodiments of the invention are possible by the measures mentioned in
Die mit der Erfindung für die Trocknung erzielten Vorteile bestehen in der hohen Verdampfungsleistung des Heißdampfes, ohne Dampfkessel, ohne Dampfnetz für alle Baugrößen als Zweistoffsystem aus feuchtem Material; weitere Vorteile:
- a) die Einfachheit: nämlich Heißdampferzeuger, Trennstufe TU, Ventilator + Regelventil ohne Subsysteme bei null Immission - (Zweistoffsystem),
- b) die CO2-freie Abwärme des 2-Stoffsystems im Überschussdampf, nach dem 1. Hauptsatz der Wärmelehre,
- c) die Einbindung in kleinen Kläranlagen mit hochwertigen Schlämmen,
- d) die Verdampfungsleistung mit 700 kg/m2 Destillatmenge pro Stunde,
- e) die Erzeugung von Brennstoff und Vermeidung der Deponien,
- f) die Vermeidung der CO2 Emissionen in der Höhe von 53.600 t pro Jahr in Zürich Werdhölzli, bei 1.400.000 EGW und Klimaschutz,
- g) die Wertschöpfung pro Tonne Klärschlamm mit 458 CHF pro t TS. S.u.
- h) die Gesundheitsvorsorge und Beseitigung der Enterobacteriaceen;
- i) die trockene Destillation, sauberes Destillat und Gewässerschutz.
- a) the simplicity: namely hot steam generator, separation stage TU, fan + control valve without subsystems at zero immission - (binary system),
- b) the CO 2 -free waste heat of the 2-substance system in the excess steam, according to the 1st law of thermodynamics,
- c) integration in small sewage treatment plants with high-quality sludges,
- d) the evaporation rate with 700 kg / m 2 amount of distillate per hour,
- e) the production of fuel and avoidance of landfills,
- f) the avoidance of CO 2 emissions in the amount of 53,600 t per year in Zurich Werdhölzli, at 1,400,000 EGW and climate protection,
- g) value added per ton of sewage sludge at CHF 458 per t DM. Su
- h) health care and elimination of enterobacteriaceae;
- i) dry distillation, clean distillate and water protection.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht mit dem Heißdampf Erzeuger für Destillate aus feuchtem Material darin, Destillate, die ursprünglich durch Trennung als Dampf entstanden sind, aufzuheizen und die Trennstufe TU als Abnehmer für die erzeugte Energie vorzusehen. Vorteil: Klimaschutz und die Erhaltung der CO2-freien Energie nach dem 1. Hauptsatz der Wärmelehre in destilliertem Wasser; Ökologie und die Kondensation von Überschussdampf; weiterer Vorteil: Das Destillat: sauber, CO2-frei, chemisch neutral, geeignet zur Rückführung in die Abwasserbehandlung: in Belebtschlamm und/oder Faulturm.An essential feature of the invention is the hot steam generator for distillates of moist material to heat distillates, which were originally created by separation as steam, and provide the separation stage TU as a customer for the energy generated. Advantage: Climate protection and the conservation of CO 2 -free energy according to the first law of thermodynamics in distilled water; Ecology and the condensation of excess steam; Another advantage: The distillate: clean, CO 2 -free, chemically neutral, suitable for recycling to wastewater treatment: in activated sludge and / or digestion tower.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 ermöglicht es, ein Schüttgut in dem Gehäuse des Heißdampf Erzeugers vorzusehen, um das Schüttgut als Wärmeträger zu nutzen. Vorteil: große Oberflächen F zur Wärmeableitung Qw. (Qw = F * k * (delta)T;)An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ermöglicht es, gebrannte Granulate aus Klärschlamm als Schüttgut und Wärmeträger vorzusehen, um nach der Trennung des Phosphors eine hochwertige Nutzung für gebrannte Klärschlamm Granulate aufzuzeigen. Vorteil: Die Wertschöpfung von 500 bis 4.000 €/t-Asche, selektiv für kleine Kläranlagen. An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 4 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 4 ermöglicht es, beheiztes Schüttgut vorzusehen, welches mit einem Energieträger beheizt ist. Vorteil ist, die Nutzung von unterschiedlicher Primärenergie und Klimaschutz durch die Verwendung von CO2 freier Energie z.B. Elektro mit 0,16 CHF/kWhEL.An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 5 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 5 ermöglicht es, Faulgase, die in Kläranlagen als Überschuss anfallen, als fossile Energieträger für Heißdampf Erzeuger zu verwenden. Vorteil: ökologische Produkte, Faulgase, Brennstoff, Phosphor, CO2-freie Abwärme.An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 6 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 6 ermöglicht es, Destillate von Wasser, H2O und Phosphorpentoxid, P2O5, die als feuchtes Material zugeführt werden, in der Heizvorrichtung aufzuheizen. Vorteil: Eine Wertschöpfung durch überhitztes Destillat als Heißdampf ohne Dampf-Kessel, kleine Trennstufen TU, Kosteneinsparung, vorteilhaft in kleinen Kläranlagen einsetzbar (< 50.000 EGW).An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 7 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 7 ermöglicht es, einen Kreislauf mit Destillaten als Zweistoffsystem zu betreiben, um die Destillate von dem Heißdampf Erzeuger als Primärenergie zu verwenden. Vorteil: Klimaschutz, die Wärmeleistung von Dampf, kleine Baugrößen sowie Brand-Sicherheit, Gesundheitsschutz, bei null Emission.An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 8 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 8 ermöglicht es, einen Trockner zur Ausbildung der Trennstufe in dem Kreislauf, als Teil des Zweistoffsystems, zur Bildung von Destillat vorzusehen. Vorteil die Doppelfunktion: Dampf- und Wertstoff-erzeuger aus feuchtem Material; ökologisch wichtig: CO2 freie Abwärme, Brennstoff und destilliertes H2O.An advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Schutzanspruch 9 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 9 ermöglicht es, einen Quench Kühler, der in einem Kühlkreislauf angeordnet ist, vorzusehen, um überschüssige Energie aus kondensierendem Dampf abzuleiten und die Rückgewinnung von Energie nach dem 1. Hauptsatz zu ermöglichen. Vorteil: Klimaschutz mit Überschussdampf durch CO2-freie Energie und 1. Hauptsatz der Wärmelehre / Kattowitz - 2018. Wichtig: Klimaschutz durch Kosteneinsparung nach dem 1. Hauptsatz der Wärmelehre.An advantageous embodiment of the invention is specified in
Ökologie: Die Rückgewinnung von destillierten Wassers, H2O; weiterer Vorteil: Die Präzision durch die Stoffwerte von Wasserdampf, nämlich bei 110 °C Überhitzung und Kühlung auf 25 °C, Gewinnung von 620 kcal/kg oder 0,721 kWh/kg Destillat bei Zweistoffsystemen.Ecology: The recovery of distilled water, H2O; Another advantage: The precision of the material values of water vapor, namely at 110 ° C overheating and cooling to 25 ° C, recovery of 620 kcal / kg or 0.721 kWh / kg distillate in dual-fluid systems.
Ein vorteilhafter Heißdampf Erzeuger für Destillate von Klärschlamm ist in Schutzanspruch 10 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 10 ermöglicht es, zur Bildung der Destillate von Klärschlamm eine Trennstufe TU bestehend aus Wärmetauschmitteln vorzusehen, aus Heißdampf das eine, aus feuchtem Klärschlamm das andere und zur Aufheizung der Destillate einen Wärmeträger in dem Gehäuse vorzusehen, um die Destillate aus H2O und P2O5 durch trockene Destillation zu gewinnen. Vorteil: Erzeugung von Brennstoff, kleine Baugrößen und Klimaschutz durch Substitution von Braunkohle. Näheres: unter
Vorteil: 2-facher Klimaschutz mit 3,56 t CO2 Einsparung pro t Braunkohle im Zementwerk und mit CO2-freier Energie aus Überschussdampf des 2-Stoffsystems.Advantage: 2-fold climate protection with 3.56 t CO 2 savings per t of lignite in the cement plant and with CO2-free energy from excess steam of the 2-material system.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich mit der Anpassung des Klimaschutzes an die örtlichen Kosten (CHF/kWh) für Energie und sind als Zeichnung und als Zahlen Beispiel dargestellt. Es zeigen:
-
1 Feuchtes Material über Trennstufen TU-(flächen) -
2 Heißdampf Erzeuger für 2-Stoffsysteme aus feuchtem Material
-
1 Moist material via separating stages TU (surfaces) -
2 Hot steam generator for 2-material systems made of damp material
Die Materialschichten sind in
- a) dass die thermische Leistung für die Bildung der Destillatmenge
5 mit der 72 - fachen Höhe desPhosphor 3 aufgetragen ist und die Trennstufen TU-Fläche von der Zufuhr des Heißdampfes und der H2O-Destillation bestimmt sind, - b) und die Destillate des Phosphors
3 in der Menge von 42 Nm3/h mit Bruchteilen der Energie in einer Trennstufe TU gewonnen werden.
- a) that the thermal power for the formation of the amount of
distillate 5 with 72 times thephosphorus 3 is applied and the separation stages TU area are determined by the supply of superheated steam and H2O distillation, - b) and the distillates of
phosphorus 3 be obtained in the amount of 42 Nm 3 / h with fractions of energy in a separation stage TU.
Neben der flächenbezogenen Darstellung in
Vorteil ist die hohe Energiedichte von Heißdampf mit 782,7 kcal/kg bei 400 °C gegenüber der Luft mit 96 kcal/kg-Luft bei 400 °C und die intensive Destillatbildung in den Grenzschichten, um einen besseren Wärmeübergang in den Trennstufen TU zu ermöglichen.
Ein Schema mit einem Heißdampf Erzeuger in 2-Stoffsystemen ist in
- (1) Heißdampf als Betriebsmittel in 2-Stoffsystemen vorhanden ist- auch bei kleinen und kleinsten Baugrößen,
- (2) Energie Überschuss (1. Hauptsatz der Wärmelehre / CO2-frei) aus dem Überschussdampf gewonnen wird - Vorteile für kleine Gemeinden,
- (3) mehr Wertstoffe dezentral in Kommunen vorhanden sind - weniger Industrie,
- (4) im Klimaschutz hohe Einsparungen an CO2 dezentral möglich sind.
- (1) superheated steam is available as operating medium in two-component systems - even for small and very small sizes,
- (2) energy surplus (1st law of thermodynamics / CO 2 -free) is extracted from the excess steam - benefits for small communities,
- (3) more recyclables are distributed locally in municipalities - less industry,
- (4) high savings in CO 2 are possible in decentralized climate protection.
Weiter ist in
Neben der geschlossenen Betriebsführung ist die lufttechnische Bauweise nach
In addition to the closed plant management, the ventilation design is
Weitere Vorteile im Klimaschutz ergeben sich mit den Daten des Basic Engineering, dargestellt an bekannten Planungen für Zürich Werdhölzli, wie folgt: Further advantages in terms of climate protection can be found in the data of the Basic Engineering, which is presented in the known plans for Zurich Werdhölzli, as follows:
A) Vorteile durch Wertstoffe als Destillat und die Einsparungen aus dem Überschussdampf mit dem Stoffwert von 0,721 kWh/kg Destillat, entstanden bei der Trocknung des feuchten Material mit Heißdampf:
B) Vorteile durch Wertstoffe als Brennstoff mit 2.500 kcal/kg TS für Zementwerke und als Ersatz für Braunkohle oder Fossile Energie: (Heizöl)
C) Einsparung: P Phosphor Gewinnung, ohne den nassen Aufschluss von Klärschlamm Aschen: Einsparung in Zuchwil 50.000.000 CHF
Klimaschutz durch die erwünschte Substitution von 1 t Braunkohle, Hu 5.000 kcal/kg in Zementwerken: (Dr. E. Schmidl, Müll und Abfall, Juli 2018).
Wichtige Vorteile für Klimaschutz sind,
Technologie: Das 2-Stoffsystemen durch Heißdampf Erzeuger & feuchtes Material Ökologie: Die Produkte: Brennstoff, destilliertes Wasser, Überschussdampf Einsparung: Der 1. Hauptsatz der Wärmelehre: „Gesetz zur Erhaltung von Energie“.Important advantages for climate protection are,
Technology: The 2-fuel systems by superheated steam generator & moist material Ecology: The products: fuel, distilled water, excess steam Saving: The 1st law of thermodynamics: "Law of Conservation of Energy".
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Flächesurface
- 22
- Fläche der RohrströmungArea of pipe flow
- 33
- Material, - Schicht PMaterial, - layer P
- 44
- Material, - Schicht TSMaterial, - layer TS
- 55
- Material, - Schicht H2OMaterial, - layer H 2 O
- 66
- Ordinate (mm)Ordinate (mm)
- 77
- Freiraumfree space
- 88th
- Aufgabeleitungtask management
- 99
- Füllung, feuchtes MaterialFilling, moist material
- 1010
- Freiraumfree space
- 1111
- Entnahmeleitungwithdrawal line
- 1212
- Material, feuchtMaterial, wet
- 1313
- Entnahmeleitung für Material, trockenExtraction line for material, dry
- 1414
- Absperrorganshutoff
- 1515
- Ventilatorfan
- 1616
- Heizelementheating element
- 1717
- Fensterwindow
- 1818
- WärmeträgerschichtHeat transfer layer
- 1919
- Rohrleitungpipeline
- 2020
- Quench Kühler QKQuench cooler QK
- 2121
- Aufgabeleitungtask management
- 2222
- Entnahmeleitungwithdrawal line
- 2323
- Aufgabeleitung für GasFeed line for gas
- 2424
- Aufgabeleitung für LuftFeed line for air
- 2525
- Ableitung von ÜberschussdampfDerivation of excess steam
- 2626
- Rohrleitung für RauchgasePipeline for flue gases
- 2727
- Gehäusecasing
- 2828
- Wärmeträgerheat transfer
- 2929
- Aufgabeleitungtask management
- 3030
- Trennstufe TU (Transfer Unit)Separation stage TU (Transfer Unit)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 2943528 C2 [0004]DE 2943528 C2 [0004]
- DE 202018001268 U1 [0005]DE 202018001268 U1 [0005]
- DE 29504040 U1 [0008]DE 29504040 U1 [0008]
- US 2016/0257574 A1 [0009]US 2016/0257574 A1 [0009]
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---|---|---|---|
DE202019000127.1U DE202019000127U1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Super Steam Producer for distillates made of moist material |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE202019000127.1U DE202019000127U1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Super Steam Producer for distillates made of moist material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202019000127U1 true DE202019000127U1 (en) | 2019-04-11 |
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ID=66336688
Family Applications (1)
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DE202019000127.1U Expired - Lifetime DE202019000127U1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Super Steam Producer for distillates made of moist material |
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DE (1) | DE202019000127U1 (en) |
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- 2019-01-10 DE DE202019000127.1U patent/DE202019000127U1/en not_active Expired - Lifetime
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R153 | Extension of term of protection rescinded | ||
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