EP0596951A1 - Ofen zum verglasen von abfällen, insbesondere stäube aus verbrennungsanlagen und asbest - Google Patents

Ofen zum verglasen von abfällen, insbesondere stäube aus verbrennungsanlagen und asbest

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EP0596951A1
EP0596951A1 EP92916185A EP92916185A EP0596951A1 EP 0596951 A1 EP0596951 A1 EP 0596951A1 EP 92916185 A EP92916185 A EP 92916185A EP 92916185 A EP92916185 A EP 92916185A EP 0596951 A1 EP0596951 A1 EP 0596951A1
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EP
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oven according
hood
basin
oven
furnace
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EP92916185A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Pieper
Helmut Sorg
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Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
Original Assignee
Beteiligungen Sorg GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B3/00—Charging the melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/005—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture of glass-forming waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/0272—Pot furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/03—Tank furnaces
    • C03B5/031—Cold top tank furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/35—Asbestos
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Definitions

  • the invention relates to a furnace and rotten furnace, in particular dusts from vend basins, with asbestos, with a melt and a blanket arranged above it, with a length and with a device for the n. 15 to be melted above Ele. protruding into the melt
  • a simple object of the invention is to produce the n furnace of one type and with little effort, with a small number of gears mentioned, This object is achieved in the oven mentioned at the outset by the fact that its basin is embedded in the ground. In this way, an extremely simple and inexpensive furnace construction is achieved.
  • At least the basin walls can advantageously consist of a protective layer. This is particularly useful if the ground does not already consist of a hard-melting natural rock.
  • FIG. 1 shows a furnace in a first embodiment in vertical section
  • Figure 2 shows the oven in a second embodiment also in vertical section.
  • the furnace consists of a basin 1 excavated on a suitable site and embedded in the ground 3.
  • This basin 1 is lined with a protective layer 2 of refractory concrete on the side walls and in the lower horizontal part.
  • a protective layer 2 of refractory concrete
  • hard-melting natural rock such as granite or the like
  • the basin 1 can also be surrounded only by a foundation 2a for the structures.
  • the outline shape of the basin 1 is preferably round or polygonal.
  • the basin 1 has a simple sheet steel hood 5 as the ceiling, the foundation in the form of a fire-concrete strip 2a forming the support for the hood 5 at the edge of the basin.
  • an inner tube 6 is attached, to which an input tube 7 is attached telescopically, which is adjustable in height by an adjusting rod 8 in the center of the tubes 6, 7.
  • a screw conveyor 9 opens at the top, with which the batch to be melted is conveyed from a bunker 10 into the furnace.
  • the hood 5 also has an exhaust pipe 11, which leads to a flue gas cleaning system, not shown.
  • the hood 5 has concentrically arranged, angularly adjustable electrode bushings 12 through which electrodes 13 are inserted into the interior of the basin 1 and into a melt 14 located therein.
  • the electrodes 13 are supplied with electrical energy from a furnace transformer in the usual manner and can be extended and replenished if necessary.
  • the batch is introduced into the inner tube 6 via the screw 9, falls downward and forms a batch blanket 18 floating on the melt 14.
  • the lower end of the input tube 7 is adjusted in height so that the natural slope angle of the batch is completely covered the surface of the melt 14 leads within the basin 1.
  • a ring line 19 is installed at the upper end of the hood 5, which is equipped with nozzles, so that the hood 5 can be cooled from above with water if necessary.
  • the amount of water can be such that the water evaporates before it reaches the lower part of the hood 5, whereby the temperature of the metal forming the hood 5 can be kept just above 100 ° C.
  • the protective layer 2 may leak during operation of the furnace.
  • the melt will solidify and thereby seal itself at the latest in the cool environment of the basin 1, so that no further erosion of the ground 3 can then be expected. Repair work is therefore not necessary.
  • Basin 1 solidifies into a solid vitreous body that remains in place. Since the vitreous body is largely resistant to chemical attacks, the vitreous body can be left in the ground without any risk to the environment and groundwater.
  • the relatively light hood 5 with the devices 6, 7, 8, 9, 10 for the batch feed can be dismantled very quickly after the basin 1 has completely melted and can be reassembled at another location, so that the furnace is particularly suitable for soil remedial measures can follow the progress of the work.
  • the furnace shown here also consists of a basin 1 lying in the ground 3.
  • This basin. 1 is here only lined with a protective layer 2 of fire concrete on the side walls.
  • a circular arc which is preferably at a distance of approximately 1 m from the inner edge of the basin 1, holes approximately 2 m deep are drilled into which cooling tubes 4 are inserted.
  • These cooling tubes 4 are charged with water and are preferably connected in series. They serve to cool the ground 3 in the vicinity of the basin 1 in order to prevent the ground 3 from melting.
  • the basin 1 also has a sheet steel hood 5, the aboveground ends of the cooling pipes 4 serving as abutments for the hood 5, and a fire-reinforced concrete strip 2a forming the support for the hood 5 at the pool edge.
  • the hood 5 and the parts 6 to 13 arranged thereon correspond to those of the exemplary embodiment according to FIG. 1, and reference is made to the description given there.
  • the furnace according to FIG. 2 also has a melt 14 removed
  • the outlet is formed by a passage 15 and a riser 16 which merges into an overflow 17.
  • the riser 16 is heated by an immersion electrode 13 'which is electrically connected to one of the electrodes 13 in the basin 1.
  • cooling pipes 4 ′ are installed on all outer sides of the riser.
  • the melt that is drawn off runs over the overflow 17 onto a plate belt 20 and is conveyed upwards by the latter.
  • the melt solidifies into small glass bodies that e.g. are reusable as ballast or concrete aggregate.
  • a second outlet can be provided as a simple branch channel at the level of the surface of the melt 14 either parallel to the melt overflow 17 or at another location in the basin 1.
  • the protective layer 2 may leak over time if it runs for a long time.
  • the melt solidifies at the latest in the vicinity of the cooling pipes 4, so that no further erosion of the ground 3 can then be expected. This means that repair work is only necessary at the outlet.

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Description

ONDERE STAUBE AUS OFEN ZUM VERGLASEN VON ABFALLEN, ST VERBRENNUNGSANLAGEN UN
Beschreibung:
erglasen von Ab- 10 Die Erfindung betrifft einen Ofen nungsanlagen und faulen, insbesondere Stäube aus V enden Becken, mit Asbest , mit einem eine Schmelze e iner Beschickungs¬ einer darüber angeordneten Decke, nge und mit von einrichtung für das zu schmelzend n. 15 oben in die Schmelze ragenden Ele
0 118 580 AI be¬ Ein derartiger Ofen ist z.B. in d ieh weitgehend an schrieben. Er weist den Nachteil zöfen anzulehnen, die Technologie der üblichen Glas re Feυerfest-Ma- 20 die aus hochwertigem und damit se inen Stahlmantel, teria] bestehen. Er braucht weite wendigen Energie¬ der außen gekühlt wird, wodurch d och werden. Der kosten für den Betrieb des Ofens massiven Oberbau bekannte Ofen weist darüberhinau chtung trägt. Die 25 auf, der eine komplizierte Einle ig, so daß die Gesamtanlagen sind entsprechend glasen von Abfäl- Kosten des Gesamtverfahrens für sten einer sol- len sehr stark durch die Investi nüber einer Depo- chen Anlage mitbestimmt werden u
30 nierung als hoch zu gelten haben.
inen einfachen Aufgabe der Erfindung ist es des n Ofen der ein- und mit geringem Aufwand herzust er mit geringen gangs genannten Art zu schaffen, Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Ofen da¬ durch gelöst, daß dessen Becken in den Erdboden eingelas¬ sen ist. Hierdurch wird eine äußerst einfache und kosten¬ günstige Ofenkonstruktion erreicht.
Vorteilhaft können mindestens die Wände des Beckens aus einer Schutzschicht bestehen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Erdboden nicht schon aus einem schwer schmelzenden Naturgestein besteht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsge¬ mäßen Ofens sind in den Unteransprüchen 3 bis 11 angege¬ ben.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfin¬ dung anhand einer Zeichnung beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
Figur 1 einen Ofen in einer ersten Ausführung im Verti- kaischnitt und
Figur 2 den Ofen in einer zweiten Ausführung ebenfalls im Vertikalschnitt.
Gemäß Figur 1 besteht der Ofen aus einem auf einem dazu geeigneten Gelände ausgehobenen, in den Erdboden 3 einge¬ lassenen Becken 1. Dieses Becken 1 ist an den Seitenwän¬ den und im unteren waagerechten Teil mit einer Schutz¬ schicht 2 aus Feuerbeton ausgekleidet. Anstelle von Feuerbeton kann an dieser Stelle auch schwer schmelzen¬ des Naturgestein, wie Granit oder dergleichen, einge¬ setzt werden. Ist eine solche Schutzschicht aus geologi¬ schen Gründen nicht erforderlich, z.B. weil der Erdboden 3 schon aus einem schwer schmelzenden Naturgestein be- steht, so kann das Becken 1 auch nur von einem Fundament 2a für- die Aufbauten umgeben sein. Die Umrißform des Beckens 1 ist bevorzugt rund oder vieleckig. Als Decke weist das Becken 1 eine einfache Stahlblechhau¬ be 5 auf, wobei das Fundament in Form eines Feuerbeton¬ streifens 2a am Beckenrand die Auflage für die Haube 5 bildet.
In der Mitte der Stahlblechhaube 5 ist ein Innenrohr 6 angebracht, an welchem ein Eingaberohr 7 teleskopierend angebracht ist, welches durch eine Verstellstange 8 im Zentrum der Rohre 6, 7 in der Höhe verstellbar ist. In das Innenrohr 6 mündet oben eine Förderschnecke 9, mit welcher das einzuschmelzende Gemenge aus einem Bunker 10 in den Ofen gefördert wird.
Die Haube 5 besitzt darüberhinaus einen Abgasstutzen 11, welcher zu einer nicht gezeigten Rauchgasreinigungsanla- ge führt. Außerdem weist die Haube 5 konzentrisch um den Mittelpunkt angeordnete, winkelverstellbare Elektroden¬ durchführungen 12 auf, durch welche Elektroden 13 in das Innere des Beckens 1 und in eine darin befindliche Schmelze 14 eingeführt sind. Die Elektroden 13 werden in üblicher Weise von einem Ofentransformator mit elektri¬ scher Energie gespeist und können bei Bedarf verlängert und nachgeschoben werden.
Das Gemenge wird über die Schnecke 9 in das Innenrohr 6 eingeführt, fällt nach unten und bildet eine auf der Schmelze 14 schwimmende Gemengedecke 18. Das untere Ende des Eingaberohres 7 wird in der Höhe so eingestellt, daß der natürliche Böschungswinkel des Gemenges zu einer vollständigen Bedeckung der Oberfläche der Schmelze 14 innerhalb des Beckens 1 führt. Durch Höherstellen des Eingaberohres 7 kann die Dicke der Gemengedecke 18 ver¬ größert und damit die Temperatur des Abgases reduziert werden.
Um bei■ einer Störung, welche zu einem Durchschmelzen der Gemengedecke 18 führen könnte, keine zu hohe Temperatur an der Haube 5 zu bekommen, ist am oberen Ende der Haube 5 eine Ringleitung 19 installiert, welche mit Düsen be¬ stückt ist, so daß im Bedarfsfall die Haube 5 von oben mit Wasser gekühlt werden kann. Die Wassermenge kann da- bei so bemessen werden, daß das Wasser verdampft, bevor es auf dem unteren Teil der Haube 5 ankommt, wodurch die Temperatur des die Haube 5 bildenden Metalls knapp über 100°C gehalten werden kann.
Während des Betriebes des Ofens kann unter Umständen die Schutzschicht 2 mit der Zeit undicht werden. Spätestens in der kühlen Umgebung des Beckens 1 wird die Schmelze jedoch erstarren und dadurch selbst abdichten, so daß dann keine weitere Erosion des Erdbodens 3 mehr zu erwar¬ ten ist. Damit sind Reparaturarbeiten nicht erforder¬ lich.
Wenn das Becken 1 vollständig mit Schmelze 14 gefüllt, also vollgeschmolzen ist, wird die Energiezuführung durch die Elektroden 13 beendet und die Schmelze 14 im
Becken 1 erstarrt zu einem festen Glaskörper, der an Ort und Stelle verbleibt. Da der Glaskörper weitestgehend be¬ ständig ist gegen chemische Angriffe, kann der Glaskör¬ per ohne Gefahr für die Umwelt und das Grundwasser im Erdboden belassen werden.
Die relativ leichte Haube 5 mit den Einrichtungen 6, 7, 8, 9, 10 für die Gemengezuführung kann nach dem Voll¬ schmelzen des Beckens 1 sehr schnell abgebaut und an ei- ner anderen Stelle wieder aufgebaut werden, so daß der Ofen insbesondere bei Bodensanierungsmaßahmen dem Fort¬ schritt der Arbeit folgen kann.
Gemäß Figur 2 besteht auch der hier dargestellte Ofen aus einem im Erdboden 3 liegenden Becken 1. Dieses Becken.1 ist hier nur an den Seitenwänden mit einer Schutzschicht 2 aus Feυerbeton ausgekleidet. Auf einem Kreisbogen, der bevorzugt einen Abstand von ca. 1 m von der Innenkante des Beckens 1 besitzt, sind ca. 2 m tiefe Löcher gebohrt, in welche Kühlrohre 4 ein¬ gesetzt sind. Diese Kühlrohre 4 werden mit Wasser beauf- schlagt und sind vorzugsweise in Serie geschaltet. Sie dienen zur Kühlung des Erdbodens 3 in der Umgebung des Beckens 1, um ein Schmelzen des Erdbodens 3 zu verhin¬ dern.
Als Decke weist das Becken 1 auch hier eine Stahlblech¬ haube 5 auf, wobei als Widerlager für die Haube 5 die oberirdischen Enden der Kühlrohre 4 dienen und wobei wie¬ der ein Feuerbetonstreifen 2a am Beckenrand die Auflage für die Haube 5 bildet. Im übrigen entsprechen die Haube 5 und die daran angeordneten Teile 6 bis 13 denen des Ausführungsbeispieles nach Figur 1 und es wird auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied zum Ofen nach Figur 1 ist bei dem Ofen nach Figur 2 zusätzlich zum Abzug von Schmelze 14 ein
Auslauf vorgesehen. Der Auslauf wird durch einen Durch¬ laß 15 und einen Riser 16, welcher in einen Überlauf 17 übergeht, gebildet. Der Riser 16 wird mit einer Tauch¬ elektrode 13' beheizt, die elektrisch gegen eine der Elektroden 13 im Becken 1 geschaltet ist.
Um eine lange Lebensdauer des Durchlasses 15, des Risers 16 und des Überlaufs 17 zu gewährleisten, sind an allen Außenseiten des Risers 16 Kühlrohre 4' installiert. Die abgezogene Schmelze läuft über den Überlauf 17 auf ein Plattenband 20 und wird von diesem nach oben befördert. Dabei erstarrt die Schmelze zu kleinen Glaskörpern, die z.B. als Schotter oder Betonzuschlagstoff weiterverwend¬ bar sind.
Wenn aufgrund der Zusammensetzung des einzuschmelzenden Gemenges eine Glasgalleschicht zu erwarten ist, kann ein zweiter Auslauf als einfacher Stichkanal in der Höhe der Oberfläche der Schmelze 14 entweder parallel zum Schmel¬ zeüberlauf 17 oder an einer anderen Stelle des Beckens 1 vorgesehen werden.
Während des Betriebes des Ofens kann bei längerer Lauf¬ zeit die Schutzschicht 2 mit der Zeit leck werden. Spä¬ testens in der Nähe der Kühlrohre 4 wird die Schmelze jedoch erstarren, so daß dann keine weitere Erosion des Erdbodens 3 mehr zu erwarten ist. Damit sind Reparatur¬ arbeiten höchstens am Auslauf erforderlich.
Ersichtlicherweise sind die Investitions- und die Repara¬ turkosten der vorangehend beschriebenen Öfen erheblich niedriger als bei den bisher bekannten Öfen, so daß mit der Erfindung kostengünstige und umweltfreundliche Mög¬ lichkeiten zum Verglasen von Abfällen geschaffen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
l. Ofen zum Verglasen von Abfällen, insbesondere Stäube aus Verbrennungsanlagen und Asbest, mit einem eine Schmelze enthaltenden Becken, mit einer darüber angeordneten Decke, m t einer Beschickungseinr ch¬ tung für das zu schmelzende Gemenge und mit von oben in die Sch ele ragenden Elektroden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Becken (1) in den Erdboden (3) eingelassen ist.
2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Wände des Beckens (1) aus einer Schutzschicht (2) bestehen.
3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Abstand rings um das Becken (1) Kühlrohre (4) im Erdboden (3) angeordnet sind.
4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Decke aus einer Stahlblechhau- be (5) besteht.
5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken (1) von einem Fundament (2a) für die Stahlblechhaube (5) umgeben ist.
Ofen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Einstellung einer die Stahlblechhaube (5) kühlhaltenden Gemengedecke (18) in Form eines Schütt¬ kegels ein höhenverstellbares zentrales Eingaberohr (7) für das Gemenge aufweist.
7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingaberohr (7) an einem Innenrohr (6) telesko- pierend angebracht ist, wobei das Innenrohr (6) mit der Stahlblechhaube (5) verbunden ist.
8. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zur Abführung der Schmelze ein Riser (16) mit einer Taυchelektrode (13') und ein daran anschließender Überlauf (17) vorhanden sind.
9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig neben dem Riser (16) und/oder Überlauf (17) weitere Kühlrohre (4') angeordnet sind.
10. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine über einen Abgasstutzen (11) an die Stahlblechhaube (5) angeschlossene Abgasrei¬ nigungseinrichtung vorhanden ist.
11. Ofen nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Stahlblech¬ haube (5) eine Ringleitung (19) zur Notkühlung der Stahlblechhaube (5) angeordnet ist.
EP92916185A 1992-05-29 1992-07-23 Ofen zum verglasen von abfällen, insbesondere stäube aus verbrennungsanlagen und asbest Withdrawn EP0596951A1 (de)

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DE4217854A DE4217854C2 (de) 1992-05-29 1992-05-29 Ofen zum Verglasen von Abfällen, insbesondere Stäuben aus Verbrennungsanlagen und Asbest
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