JP2007152321A - 有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マイクロ波を照射することによって有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する際に発生する排ガスを、フィルタ濾過機構において比較的低温で分解できるようにすることにより、フィルタ部の耐久性を向上し、さらに、ダイオキシン類が再合成されるおそれをなくした有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置を提供すること。
【解決手段】有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体を導入する筐体1と、この筐体1内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構2と、筐体1内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構3とを備え、筐体1内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構3のフィルタ部31に照射されるようにフィルタ濾過機構3を設置するとともに、フィルタ濾過機構3のフィルタ部31にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒32を配する。
【選択図】図2
【解決手段】有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体を導入する筐体1と、この筐体1内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構2と、筐体1内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構3とを備え、筐体1内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構3のフィルタ部31に照射されるようにフィルタ濾過機構3を設置するとともに、フィルタ濾過機構3のフィルタ部31にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒32を配する。
【選択図】図2
Description
本発明は、有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置に関し、特に、有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射することによって有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する際に発生する排ガスを、無害化、濾過するフィルタ濾過機構を備えた有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置に関するものである。
都市ごみ焼却炉から排出され、集塵機によって回収される集塵灰には、ダイオキシン類を始めとする有機ハロゲン化合物等の有害物質が含有されており、この集塵灰を、灰固化装置等によって固形化して有機ハロゲン化合物等の有害物質の溶出を防止した後に埋め立て等の処理を行っていた。
これに対して、ダイオキシン類の人体への悪影響を最小限に抑制する目的で、「廃棄物焼却炉に係るばいじん等に含まれるダイオキシン類の量の基準及び測定の方法に関する省令」により、平成14年12月1日以降、集塵灰中に含有されるダイオキシン類の含有濃度を集塵灰1グラムにつき3ナノグラム以下にすることについての規制がなされ、集塵灰に対してもダイオキシン類を除去する措置を施す必要が生じることとなった。
ところで、この規制に適合すべく、集塵灰を酸素欠乏状態で、350℃以上、好ましくは、400℃以上で30分以上加熱し、さらに再合成を防ぐために加熱後急速に200℃以下に冷却する方法や、集塵灰にマイクロ波を照射することによってダイオキシン類を分解することが提案され、実用化されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
一方、有機ハロゲン化合物を分解する際に発生する排ガスに対しては、排ガスをフィルタ濾過機構を通過させることにより濾過して排出する方法が提案されているが、この場合、フィルタ濾過機構のフィルタ部に、200℃以上の高温で活性化して有機ハロゲン化合物を分解する触媒を配し、この触媒の作用でフィルタ部において有機ハロゲン化合物を分解するようにしていた。
しかしながら、200℃以上の高温で活性化する触媒を用いるようにした場合、フィルタ濾過機構のフィルタ部に高温が作用する(例えば、300℃程度の雰囲気中にフィルタ部が晒される)ことになるため、フィルタ部の耐久性が低下するとともに、ダイオキシン類の再合成を防ぐ手立てが別途必要になるという問題があった。
特開2000−334062号公報
特開2001−19646号公報
特開2005−169291号公報
しかしながら、200℃以上の高温で活性化する触媒を用いるようにした場合、フィルタ濾過機構のフィルタ部に高温が作用する(例えば、300℃程度の雰囲気中にフィルタ部が晒される)ことになるため、フィルタ部の耐久性が低下するとともに、ダイオキシン類の再合成を防ぐ手立てが別途必要になるという問題があった。
本発明は、上記従来の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置が有する問題点に鑑み、有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射することによって有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する際に発生する排ガスを、フィルタ濾過機構において比較的低温で分解できるようにすることにより、フィルタ部の耐久性を向上し、さらに、ダイオキシン類が再合成されるおそれをなくした有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置は、有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体を導入する筐体と、該筐体内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、筐体内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構とを備えた有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置において、筐体内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構のフィルタ部に照射されるようにフィルタ濾過機構を設置するとともに、該フィルタ部にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒を配したことを特徴とする。
この場合において、フィルタ濾過機構のケーシングの開口部を介して筐体内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構のフィルタ部に照射されるように、フィルタ濾過機構のケーシングを筐体に取り付けるようにすることができる。
本発明の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置は、有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体を導入する筐体と、該筐体内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、筐体内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構とを備えた有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置において、筐体内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構のフィルタ部に照射されるようにフィルタ濾過機構を設置するとともに、該フィルタ部にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒を配するようにしているので、フィルタ濾過機構において有機ハロゲン化合物等の有害物質を比較的低温で分解することができ、これにより、フィルタ部の耐久性を向上し、さらに、ダイオキシン類が再合成されるおそれをなくすことができる。
また、フィルタ濾過機構のケーシングの開口部を介して筐体内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構のフィルタ部に照射されるように、フィルタ濾過機構のケーシングを筐体に取り付けるようにすることにより、筐体内が高温になる場合でも、フィルタ濾過機構のフィルタ部を比較的低温に維持でき、これにより、一層フィルタ部の耐久性を向上し、さらに、ダイオキシン類が再合成されるおそれをなくすことができる。
以下、本発明の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図2に、本発明の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置の一実施例を示す。
この有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置は、有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体(例えば、集塵灰等の粉体)を導入する筐体1と、この筐体1内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構2と、筐体1内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構3とを備え、筐体1内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構3のフィルタ部31に照射されるようにフィルタ濾過機構3を設置するとともに、フィルタ濾過機構3のフィルタ部31にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒32を配するようにしている。
この場合において、筐体1は、筐体1内に導入した有害物質が付着・吸着した固体の上方においてマイクロ波の照射空間を構成する筐体1の上半部の周壁1Aの平面断面形状を5角形以上の多角形(特に限定されるものではないが、本実施例においては、略正8角形)に形成するようにしている。
ここで、「平面断面形状を5角形以上の多角形により形成する」とは、具体的には、筐体1の上半部の周壁1Aを、5角形以上の多角筒形状や角錐又は角錐台形状に形成することを意味する。
これにより、筐体1の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波が特定箇所に集中することがなく、処理対象物である有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体(本明細書において、「処理対象物」という場合がある。)にマイクロ波を均一に照射することができる。
なお、多角形の辺の個数は、5個以上であれば特に限定されるものではないが、20個を越えると、円形に近づいて、筐体1の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波が筐体1の中心軸に集中する傾向が生じ、好ましくない。
一方、4個以下の場合は、角部等にマイクロ波が照射されにくい箇所が生じ、好ましくない。
ここで、「平面断面形状を5角形以上の多角形により形成する」とは、具体的には、筐体1の上半部の周壁1Aを、5角形以上の多角筒形状や角錐又は角錐台形状に形成することを意味する。
これにより、筐体1の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波が特定箇所に集中することがなく、処理対象物である有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体(本明細書において、「処理対象物」という場合がある。)にマイクロ波を均一に照射することができる。
なお、多角形の辺の個数は、5個以上であれば特に限定されるものではないが、20個を越えると、円形に近づいて、筐体1の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波が筐体1の中心軸に集中する傾向が生じ、好ましくない。
一方、4個以下の場合は、角部等にマイクロ波が照射されにくい箇所が生じ、好ましくない。
また、平面断面形状の多角形は、略正多角形にすることが好ましい。
これにより、処理対象物にマイクロ波を偏りなく、均一に照射することができる。
これにより、処理対象物にマイクロ波を偏りなく、均一に照射することができる。
また、平面断面形状の多角形は、奇数個の辺を有する多角形にすることが好ましい。 これにより、偶数個の辺を有する多角形の場合のようにマイクロ波が対向する筐体1の上半部の周壁1Aの内壁面間で反射することがなく、筐体1の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波が分散されやすく、処理対象物にマイクロ波を一層均一に照射することができる。
また、筐体1の上半部の周壁1Aは、角錐又は角錐台形状(特に限定されるものではないが、本実施例においては、略正8角錐台形状)に形成することが好ましい。
これにより、筐体の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波を下向きに指向させることができ、処理対象物にマイクロ波を効率よく照射することができる。
この場合、筐体1の上半部の周壁1Aの鉛直面に対する角度θは、数度〜20度程度(特に限定されるものではないが、本実施例においては、約5度)に設定することが好ましい。
これにより、筐体の上半部の周壁1Aの内壁面で反射したマイクロ波を下向きに指向させることができ、処理対象物にマイクロ波を効率よく照射することができる。
この場合、筐体1の上半部の周壁1Aの鉛直面に対する角度θは、数度〜20度程度(特に限定されるものではないが、本実施例においては、約5度)に設定することが好ましい。
一方、筐体1の下半部の周壁1Bは、筐体1内に導入した有害物質が付着・吸着した固体を攪拌するとともに、処理済みの固体を導出部5に導くためのロータリースクレーパ(図示省略)を備えた攪拌・排出機構6を配設する関係上、円筒形状に形成するようにしている。
そして、本実施例においては、筐体1の上半部の周壁1Aと下半部の周壁1Bとを、なだらかな中間部の周壁1Cにより接続するようにし、電磁波に対してアンテナとなる突起物が少ない構造とするようにしている。
なお、攪拌・排出機構6として、気体による攪拌・排出機構を用いる等で筐体1の下半部の周壁1Bの形状に制約がない場合には、筐体1の下半部の周壁1Bの形状を、上半部の周壁1Aに合わせて形成することもできる。
そして、本実施例においては、筐体1の上半部の周壁1Aと下半部の周壁1Bとを、なだらかな中間部の周壁1Cにより接続するようにし、電磁波に対してアンテナとなる突起物が少ない構造とするようにしている。
なお、攪拌・排出機構6として、気体による攪拌・排出機構を用いる等で筐体1の下半部の周壁1Bの形状に制約がない場合には、筐体1の下半部の周壁1Bの形状を、上半部の周壁1Aに合わせて形成することもできる。
筐体1は、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金等の電磁波吸収性の低い材料で構成するようにする。
そして、筐体1の上面及び/又は上半部の周面に複数台のマイクロ波照射機構2を、また、上面に筐体1内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構3及び有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体の導入部4を、下面に処理済みの固体の導出部5を、下半部に筐体1内に導入した有害物質が付着・吸着した固体を攪拌するとともに、処理済みの固体を導出部5に導くためのロータリースクレーパ(図示省略)を備えた攪拌・排出機構6及び処理中の固体の温度を測定する熱電対7を、それぞれ配設するようにしている。
有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体には、必要に応じて、水添加機構、アルカリ物質添加機構、電磁波吸収物質添加機構、還元剤添加機構等(図示省略)から、有害物質を分解処理するために必要な水分、アルカリ物質(酸化カルシウムCaOや水酸化ナトリウムNaOH等)、電磁波吸収物質(活性炭や酸化鉄等)、還元剤等を添加できるようにするが、これらの水添加機構、アルカリ物質添加機構、電磁波吸収物質添加機構、還元剤添加機構等は、筐体1に備えるようにするほか、この処理装置による処理工程の前工程に配設し、有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体に水分、アルカリ物質、電磁波吸収物質、還元剤等を添加した状態で筐体1に供給するようにすることもできる。
なお、添加物質としては、このほか、酸化反応量の調整を主目的として、空気や窒素を筐体1内部に供給することも可能である。
なお、添加物質としては、このほか、酸化反応量の調整を主目的として、空気や窒素を筐体1内部に供給することも可能である。
マイクロ波照射機構2の照射口2aは、石英ガラスやフッ素樹脂等の電磁波透過性が高くかつ耐薬品性と耐熱性に優れた材料で構成することによりシールを行い、筐体1内で発生する高温腐食性ガスのマイクロ波照射機構2への侵入を防止するようにする。
フィルタ濾過機構3は、図2に示すように、筐体1内で発生した排ガスを濾過して外部に排出するためのもので、筐体1内に照射されたマイクロ波が、フィルタ濾過機構3のケーシング30の開口部30aを介してフィルタ濾過機構3のフィルタ部31に照射されるように、フィルタ濾過機構3のケーシング30を筐体1に連通して取り付けるようにしている。
このように、フィルタ濾過機構3のケーシング30を筐体1に連通して取り付けるようにすることにより、フィルタ濾過機構3の取り付けが簡易となり、メンテナンス時の作業も容易となる。
このように、フィルタ濾過機構3のケーシング30を筐体1に連通して取り付けるようにすることにより、フィルタ濾過機構3の取り付けが簡易となり、メンテナンス時の作業も容易となる。
フィルタ部31には、マイクロ波が照射されることによって直接的に、あるいは、マイクロ波の照射によって加熱されるフィルタ部31を介して間接的に活性化される、有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する酸化チタンや5酸化バナジウム等の触媒32を濾布の表面に塗布又は吹き付けによって層状に配する(プレコート処理)ようにする。
なお、濾布の表面に塗布又は吹き付けによって層状に配した触媒32が、後述の逆洗機構34によるパルスジェット等の気流によって剥離し、触媒の許容値を下回ったときは、触媒32を層状に配した新しい濾布と交換する。
また、濾布に触媒を含浸させたり、触媒を含浸させた繊維を織り込んで製作した濾布を使用することにより、長期に亘って使用できて経済的である。
フィルタ部31を構成する濾布には、セラミックスフィルタ等の電磁波吸収特性が低く、耐熱性が高い材料を使用することにより、マイクロ波による加熱ロスが生じず、このため、熱損傷を受けることがなく、省エネルギとフィルタ部の耐久性の向上を図ることができる。
なお、濾布の表面に塗布又は吹き付けによって層状に配した触媒32が、後述の逆洗機構34によるパルスジェット等の気流によって剥離し、触媒の許容値を下回ったときは、触媒32を層状に配した新しい濾布と交換する。
また、濾布に触媒を含浸させたり、触媒を含浸させた繊維を織り込んで製作した濾布を使用することにより、長期に亘って使用できて経済的である。
フィルタ部31を構成する濾布には、セラミックスフィルタ等の電磁波吸収特性が低く、耐熱性が高い材料を使用することにより、マイクロ波による加熱ロスが生じず、このため、熱損傷を受けることがなく、省エネルギとフィルタ部の耐久性の向上を図ることができる。
そして、マイクロ波の照射による加熱では、筐体1内の気体温度が上昇しにくいことから、フィルタ部31にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒32を配したことと相俟って、図3に示すように、フィルタ濾過機構3において、比較的低温、より具体的には、フィルタ濾過機構3に導入する排ガスの温度が200℃未満となるようにしても、有機ハロゲン化合物等の有害物質を確実に分解し、フィルタ部31に捕集した粉塵粒子(汚染粒子)を浄化粒子とするとともに、排ガスを浄化ガスとすることができる。
このように、フィルタ濾過機構3において有機ハロゲン化合物等の有害物質を比較的低温で確実に分解できることから、低沸点有害物質の捕捉効率を高めることができるとともに、フィルタ部31の耐久性を向上し、さらに、ダイオキシン類が再合成されるおそれをなくすことができる。
このように、フィルタ濾過機構3において有機ハロゲン化合物等の有害物質を比較的低温で確実に分解できることから、低沸点有害物質の捕捉効率を高めることができるとともに、フィルタ部31の耐久性を向上し、さらに、ダイオキシン類が再合成されるおそれをなくすことができる。
また、フィルタ濾過機構3には、浄化ガスを外部に排出するための排気管33と、フィルタ部31に捕集した粉塵粒子をパルスジェット等の気流により払い落とすための逆洗機構34を、それぞれ配設するようにしている。
さらに、有用低沸点物質でフィルタ濾過機構3を通過したものについては、系外に凝縮装置(図示省略)を後置することによって目的物質を回収することができる。
また、フィルタ濾過機構3を通過した浄化ガスに対して中和処理を必要とする場合は、系外にアルカリ溶液タンク(図示省略)などを後置して処理を行ったり、フィルタ部31にアルカリ物質(水酸化カルシウムCa(OH)2)等のアルカリ物質をプレコート処理することによって対処することができる。
さらに、有用低沸点物質でフィルタ濾過機構3を通過したものについては、系外に凝縮装置(図示省略)を後置することによって目的物質を回収することができる。
また、フィルタ濾過機構3を通過した浄化ガスに対して中和処理を必要とする場合は、系外にアルカリ溶液タンク(図示省略)などを後置して処理を行ったり、フィルタ部31にアルカリ物質(水酸化カルシウムCa(OH)2)等のアルカリ物質をプレコート処理することによって対処することができる。
また、熱電対7は、処理中の固体の温度を測定するためのもので、測定した温度に基づいて、マイクロ波照射出力制御機構(図示省略)によりマイクロ波照射機構2からのマイクロ波の照射出力を制御し、これにより、処理中の固体の加熱温度を常に適正に保持し、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化反応等の有害物質の分解処理を優位に促進するようにしている。
なお、マイクロ波照射機構2からのマイクロ波の照射出力の制御は、熱電対7のほか、筐体1の上部に設置した放射温度計(図示省略)を併用して行うこともできる。
なお、マイクロ波照射機構2からのマイクロ波の照射出力の制御は、熱電対7のほか、筐体1の上部に設置した放射温度計(図示省略)を併用して行うこともできる。
ところで、上記実施例においては、フィルタ濾過機構3のケーシング30を筐体1に連通して取り付けるようにしたが、図4に示す変形実施例のように、フィルタ濾過機構3を筐体1の内部に設置することにより、筐体1内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構3のフィルタ部31に直接照射されるようにすることもできる。
以上、本発明の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
本発明の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置は、マイクロ波を照射することによって有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する際に発生する排ガスを、フィルタ濾過機構において比較的低温で分解できるようにすることにより、フィルタ部の耐久性を向上することができるという特性を有していることから、ダイオキシン類を始めとする有機ハロゲン化合物等の有害物質が含有されている集塵灰の無害化処理の用途に好適に用いることができるほか、その他の有害物質の無害化処理の用途にも用いることができる。
1 筐体
1A 上半部の周壁
1B 下半部の周壁
1C 中間部の周壁
2 マイクロ波照射機構
2a 照射口
3 フィルタ濾過機構
30 ケーシング
30a 開口部
31 フィルタ部
32 触媒
33 排気管
34 逆洗機構
4 導入部
5 導出部
6 攪拌・排出機構
7 熱電対
1A 上半部の周壁
1B 下半部の周壁
1C 中間部の周壁
2 マイクロ波照射機構
2a 照射口
3 フィルタ濾過機構
30 ケーシング
30a 開口部
31 フィルタ部
32 触媒
33 排気管
34 逆洗機構
4 導入部
5 導出部
6 攪拌・排出機構
7 熱電対
Claims (2)
- 有機ハロゲン化合物等の有害物質が付着・吸着した固体を導入する筐体と、該筐体内に導入した有害物質が付着・吸着した固体にマイクロ波を照射するマイクロ波照射機構と、筐体内で発生した排ガスを濾過するフィルタ濾過機構とを備えた有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置において、筐体内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構のフィルタ部に照射されるようにフィルタ濾過機構を設置するとともに、該フィルタ部にマイクロ波によって活性化される有機ハロゲン化合物等の有害物質を分解する触媒を配したことを特徴とする有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置。
- フィルタ濾過機構のケーシングの開口部を介して筐体内に照射されたマイクロ波がフィルタ濾過機構のフィルタ部に照射されるように、フィルタ濾過機構のケーシングを筐体に取り付けるようにしたことを特徴とする請求項1記載の有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置。
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JP2005354973A JP2007152321A (ja) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | 有機ハロゲン化合物等の有害物質の処理装置 |
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Cited By (1)
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CN106955591A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-07-18 | 北京达盛环保工程有限公司 | 一种催化板和使用该催化板的微波催化裂解二噁英的装置 |
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2005
- 2005-12-08 JP JP2005354973A patent/JP2007152321A/ja active Pending
Cited By (2)
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CN106955591A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-07-18 | 北京达盛环保工程有限公司 | 一种催化板和使用该催化板的微波催化裂解二噁英的装置 |
CN106955591B (zh) * | 2017-04-27 | 2023-07-21 | 北京达盛环保工程有限公司 | 一种催化板和使用该催化板的微波催化裂解二噁英的装置 |
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