JP2021109734A - Solid fuel carrier device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば固形燃料をガス化させるガス化炉などのような反応塔に固形燃料を搬送する固形燃料搬送装置に関する。 The present invention relates to a solid fuel transfer device for transporting solid fuel to a reaction tower such as a gasifier that gasifies solid fuel.
従来、固形燃料として石炭や炭などが用いられているが、近年はこれらの固形燃料の代替品として、燃焼させることで比較的高カロリーの燃焼ガスを発生させることができる自然由来のバイオマス燃料が注目されている。 Conventionally, coal, charcoal, etc. have been used as solid fuels, but in recent years, as a substitute for these solid fuels, naturally-derived biomass fuels that can generate relatively high-calorie combustion gas by burning have been used. Attention has been paid.
このような固形燃料をガス化させる反応塔に搬送する搬送装置として、例えば、固形燃料を水平方向に沿って搬送して、燃焼ガスを発生させる反応塔の上方から投入する搬送装置が特許文献1に開示されている。 As a transport device for transporting such solid fuel to a reaction tower for gasifying, for example, Patent Document 1 is a transport device for transporting solid fuel along a horizontal direction and charging the solid fuel from above the reaction tower for generating combustion gas. It is disclosed in.
詳述すると、特許文献1に記載の搬送装置は、一端側が固形燃料を貯留するサージ槽の底部と連結するとともに、他端側が反応塔における投入口と連結する筒状の搬送路を備え、搬送路の内部に回転自在に備えられた水平スクリュー羽根を備えている。この水平スクリュー羽根を回転させることで、搬送路に沿って固形燃料を水平方向に押し進めて、投入口から固形燃料を投入できる。 More specifically, the transport device described in Patent Document 1 is provided with a tubular transport path on which one end side is connected to the bottom of a surge tank for storing solid fuel and the other end side is connected to a inlet in a reaction tower. It has horizontal screw blades that are rotatably provided inside the road. By rotating the horizontal screw blades, the solid fuel can be pushed horizontally along the transport path, and the solid fuel can be charged from the inlet.
しかしながら、この特許文献1に開示された搬送装置では、反応塔に搬送した場合に、反応塔の内部で投入された固形燃料が積み重なることとなり、固形燃料同士でブッリジを形成することがある。このようなブリッジが形成された場合、反応塔の内部において固形燃料の密度が不均一となる。 However, in the transport device disclosed in Patent Document 1, when the solid fuel is transported to the reaction tower, the solid fuels charged inside the reaction tower are piled up, and the solid fuels may form a bridge. When such a bridge is formed, the density of solid fuel becomes non-uniform inside the reaction tower.
例えば、反応塔がガス化炉である場合において固形燃料の密度が不均一であると、固形燃料の周辺の温度が均一とならず、効率よくガス化されないといった問題がある。また、反応塔が蓄積格納庫である場合には、不要に嵩が増えることとなる。このような理由から、反応塔の内部において、固形燃の密度は均一であることが好ましかった。 For example, when the reaction tower is a gasification furnace and the density of the solid fuel is non-uniform, there is a problem that the temperature around the solid fuel is not uniform and gasification is not efficient. Further, when the reaction tower is a storage hangar, the bulk increases unnecessarily. For this reason, it was preferable that the density of solid fuel was uniform inside the reaction column.
この発明は、上述の問題を鑑み、搬入先の反応塔においてブリッジが形成されることなく固形燃料を搬送できる固形燃料搬入装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a solid fuel carrying device capable of carrying solid fuel without forming a bridge in the reaction tower of the carrying destination.
この発明は、固形燃料を反応塔に搬送する固形燃料搬送装置であって、前記反応塔に対して前記固形燃料を搬送する管状の第一搬送路と、一端側に前記固形燃料を投入する投入口が設けられ、他端側が前記第一搬送路と交差するように前記第一搬送路と連結する管状の第二搬送路とで構成され、前記第一搬送路には、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転する第一スクリュー羽根が備えられ、前記第二搬送路には、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記第一搬送路に向けて前記固形燃料を搬送する第二スクリュー羽根が備えられ、前記第二スクリュー羽根を回転させて、前記固形燃料を、前記第二搬送路の一端側から他端側に向けて搬送するとともに、前記第二搬送路によって搬送された前記固形燃料を、第一スクリュー羽根を回転させて、前記反応塔の下方から上方へと搬送することを特徴とする。
前記固形燃料は、例えばバイオマスなどの生物由来の固形燃料や、加熱処理されたバイオマス、石炭や木炭などの固形燃料を含む。
The present invention is a solid fuel transport device for transporting solid fuel to a reaction tower, in which a tubular first transport path for transporting the solid fuel to the reaction tower and input for charging the solid fuel to one end side. A port is provided, and the other end side is composed of a tubular second transport path connected to the first transport path so as to intersect the first transport path, and the first transport path is in the pipe in the vertical direction. A first screw blade that is spirally formed along the fuel and rotates about an axis along the vertical direction as a rotation axis is provided, and the second transport path is spirally formed in a pipe and is also provided. A second screw blade for transporting the solid fuel toward the first transport path by rotation is provided, and the second screw blade is rotated to transfer the solid fuel from one end side to the other end of the second transport path. The solid fuel transported by the second transport path is transported toward the side, and the solid fuel is conveyed from the lower side to the upper side of the reaction tower by rotating the first screw blade.
The solid fuel includes, for example, biological-derived solid fuel such as biomass, heat-treated biomass, and solid fuel such as coal and charcoal.
前記反応塔は、例えば固形燃料を加熱処理してガス化させるガス化炉のほか、木質チップを蓄積させるための蓄積格納庫などであってもよい。
前記第一搬送路は、必ずしも垂直方向に完全一致する必要はなく、例えば垂直方向に対して±30度程度傾いていてもよい。
The reaction tower may be, for example, a gasification furnace for heat-treating solid fuel to gasify it, or a storage hangar for accumulating wood chips.
The first transport path does not necessarily have to completely coincide with each other in the vertical direction, and may be inclined by, for example, about ± 30 degrees with respect to the vertical direction.
この発明によると、第二搬送路から第一搬送路に固形燃料を搬送する際に、固形燃料を細分化して搬送することができる。これにより、反応塔の内部において固形燃料が搬入先の反応塔においてブリッジが形成されることなく固形燃料を搬送できる。 According to the present invention, when the solid fuel is transported from the second transport path to the first transport path, the solid fuel can be subdivided and transported. As a result, the solid fuel can be transported inside the reaction tower without forming a bridge in the reaction tower to which the solid fuel is carried.
詳述すると、第二搬送路から第二スクリュー羽根で搬出された固形燃料は、第一スクリュー羽根で第一搬送路に取り込まれて搬送されるが、第二スクリュー羽根の搬送量と第一スクリュー羽根の搬送量とを調整することで第一搬送路と第二搬送路との間で固形燃料を圧密して細分化することができる。このように、固形燃料が細分化されることで、反応塔に搬送された固形燃料がブリッジを形成することを防止できる。 More specifically, the solid fuel carried out from the second transport path by the second screw blade is taken into the first transport path by the first screw blade and transported, but the transport amount of the second screw blade and the first screw By adjusting the transport amount of the blades, the solid fuel can be consolidated and subdivided between the first transport path and the second transport path. By subdividing the solid fuel in this way, it is possible to prevent the solid fuel transported to the reaction tower from forming a bridge.
また、第一搬送路により、固形燃料は下方から上方に向けて搬送される。すなわち、反応塔の内部で貯まった固形燃料の下方から新たな固形燃料が搬送されるため、貯まった固形燃料の層を内側から崩すことができ、反応塔の内部で仮にブリッジが形成されていたとしても、これを崩すことができる。 Further, the solid fuel is transported from the lower side to the upper side by the first transport path. That is, since new solid fuel is transported from below the solid fuel stored inside the reaction tower, the layer of the stored solid fuel can be broken from the inside, and a bridge is temporarily formed inside the reaction tower. Even so, this can be broken.
このように、固形燃料によるブリッジの形成を防止できるため、例えば反応塔が固形燃料を格納する貯蓄格納庫であれば、固形燃料の間に空間が形成されて無駄に嵩が増えることを防止できる。また、反応塔がガス化炉であった場合には、効率よくガス化させることができる。 As described above, since the formation of the bridge by the solid fuel can be prevented, for example, if the reaction tower is a storage hangar for storing the solid fuel, it is possible to prevent the space from being formed between the solid fuels and the bulk increase unnecessarily. Further, when the reaction tower is a gasification furnace, it can be efficiently gasified.
この発明の態様として、前記第一スクリュー羽根の回転速度を変更する第一速度可変部と、前記第二スクリュー羽根の回転速度を変更する第二速度可変部とが備えられてもよい。
この発明により、第一スクリュー羽根と第二スクリュー羽根の回転速度を個別に調整できるため、第一搬送路から反応塔に搬送される固形燃料の細分化サイズを調整でき、反応塔の内部での固形材料の密度を変更させたりすることができる。
As an aspect of the present invention, a first speed variable unit that changes the rotation speed of the first screw blade and a second speed variable unit that changes the rotation speed of the second screw blade may be provided.
According to the present invention, since the rotation speeds of the first screw blade and the second screw blade can be adjusted individually, the subdivision size of the solid fuel transported from the first transport path to the reaction tower can be adjusted, and the inside of the reaction tower can be adjusted. The density of the solid material can be changed.
詳述すると、第一スクリュー羽根が固形燃料を搬送できる量に対して第二スクリュー羽根が固形燃料を搬送できる量より少なくなるように第一スクリュー羽根と第二スクリュー羽根の回転速度を調整することができる。この場合、第一搬送路と第二搬送路との間に固形燃料が渋滞し、固形燃料がより圧密されるため、固形燃料を細かく細分化できる。 More specifically, the rotational speeds of the first screw blade and the second screw blade are adjusted so that the amount of the first screw blade that can carry the solid fuel is less than the amount that the second screw blade can carry the solid fuel. Can be done. In this case, the solid fuel is congested between the first transport path and the second transport path, and the solid fuel is more compacted, so that the solid fuel can be subdivided.
逆に、第一スクリュー羽根が固形燃料を搬送できる量に対して第二スクリュー羽根が固形燃料を搬送できる量より多くなるように第一スクリュー羽根と第二スクリュー羽根の回転速度を調整することで、固形燃料の圧密を緩めることができる。したがって、固形燃料が比較的大きくなるように細分化できる。 On the contrary, by adjusting the rotation speeds of the first screw blade and the second screw blade so that the amount of the first screw blade that can carry the solid fuel is larger than the amount that the second screw blade can carry the solid fuel. , The compaction of solid fuel can be relaxed. Therefore, the solid fuel can be subdivided so as to be relatively large.
またこの発明の態様として、前記第一速度可変部は、前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第一スクリュー羽根の回転速度が調整されてもよい。
この発明により、第二搬送路から搬送された固形燃料を所望の密度で反応塔に搬送させることができる。したがって、反応塔の内部の状態や、反応塔の種類に合わせて固形燃料を搬送できる。
Further, as an aspect of the present invention, the first speed variable portion may adjust the rotation speed of the first screw blade according to the density of the solid fuel charged into the reaction tower.
According to the present invention, the solid fuel transported from the second transport path can be transported to the reaction tower at a desired density. Therefore, the solid fuel can be transported according to the internal state of the reaction tower and the type of the reaction tower.
またこの発明の態様として、前記第二速度可変部は、前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第二スクリュー羽根の回転速度が調整されてもよい。
この発明により、所望の密度の固形燃料を第一搬送路に搬送させることができる。これにより、反応塔に搬送される固形燃料の密度に応じて、第一搬送路と第二搬送路との間で、確実に固形燃料を細分化することができる。したがって、第一搬送路を介して反応塔に搬送される固形燃料がブリッジを形成することをより確実に防止しつつ、反応塔の内部の状態に合わせて固形燃料を搬送できる。
Further, as an aspect of the present invention, the second speed variable portion may adjust the rotation speed of the second screw blade according to the density of the solid fuel charged into the reaction tower.
According to the present invention, solid fuel having a desired density can be transported to the first transport path. As a result, the solid fuel can be reliably subdivided between the first transport path and the second transport path according to the density of the solid fuel transported to the reaction tower. Therefore, it is possible to more reliably prevent the solid fuel transported to the reaction tower via the first transport path from forming a bridge, and to transport the solid fuel according to the internal state of the reaction tower.
またこの発明の態様として、前記固形燃料を貯蓄するとともに、前記投入口と連結する燃料搬送口が設けられた貯蓄部が備えられ、前記燃料搬送口には、回転により前記固形燃料を細分化し、前記投入口に前記固形燃料を搬送するロータリ弁が備えられてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the solid fuel is stored, and a storage unit provided with a fuel transport port connected to the input port is provided, and the solid fuel is subdivided by rotation in the fuel transport port. The inlet may be provided with a rotary valve for transporting the solid fuel.
この発明により、投入口から第二搬送路に投入される固形燃料をロータリ弁で細分化できるため、第一搬送路と第二搬送路との間での固形燃料を細分化するための負荷を軽減することができる。 According to the present invention, the solid fuel charged into the second transport path from the inlet can be subdivided by the rotary valve, so that the load for subdividing the solid fuel between the first transport path and the second transport path is increased. It can be mitigated.
また、一定の大きさ以下の固形燃料が第二搬送路に投入されるため、第二搬送路及び第一搬送路を介して反応塔に搬送される固形燃料の密度の幅を小さくすることができる。したがって、第一搬送路及び第二搬送路にかかる負荷を軽減することができるとともに、より確実に反応塔の内部のブリッジ現象を防止できる。 Further, since solid fuel having a certain size or smaller is charged into the second transport path, the density range of the solid fuel transported to the reaction tower via the second transport path and the first transport path can be reduced. can. Therefore, the load applied to the first transport path and the second transport path can be reduced, and the bridge phenomenon inside the reaction tower can be prevented more reliably.
またこの発明の態様として、前記ロータリ弁の回転速度を変更する細分化速度可変部が備えられ、前記細分化速度可変部は、前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記ロータリ弁の回転速度が調整されてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, a subdivision speed variable portion for changing the rotation speed of the rotary valve is provided, and the subdivision speed variable portion is described according to the density of the solid fuel charged into the reaction tower. The rotation speed of the rotary valve may be adjusted.
この発明により、反応塔の状態に応じて投入口に所望の大きさ以下の固形燃料を投入することができるため、より第一搬送路及び第二搬送路にかかる負担をより軽減できるとともに、より確実に反応塔でのブリッジ現象を防止できる。 According to the present invention, solid fuel of a desired size or smaller can be charged into the inlet according to the state of the reaction tower, so that the burden on the first transport path and the second transport path can be further reduced, and more. The bridge phenomenon in the reaction tower can be reliably prevented.
この発明によれば、搬入先の反応塔においてブリッジが形成されることなく固形燃料を搬送できる固形燃料搬入装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid fuel carry-in device capable of carrying solid fuel without forming a bridge in the reaction tower of the carry-in destination.
この発明の一実施態を以下図面とともに説明する。
図1はガス化システム1の概略図を示し、図2はガス化反応装置10及び搬送装置20の概略図を示し、図3はガス化システム1によるガス化のフローチャートを示し、図4はサージ槽30に貯蓄した半炭化木質チップSの搬送を表す概略図を示す。
One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic view of a gasification system 1, FIG. 2 shows a schematic view of a
ガス化システム1は、半炭化処理された木質チップ(以下、『半炭化木質チップS』とする。)を熱分解・燃焼・還元させてガス化し、発生した生成ガスGを上方から回収するアップドラフト方式のガス化システムである。 The gasification system 1 thermally decomposes, burns, and reduces the semi-carbonized wood chips (hereinafter referred to as "semi-carbonized wood chips S") to gasify, and recovers the generated gas G from above. It is a draft gasification system.
詳しくは、ガス化システム1は、半炭化木質チップSを搬送装置20で略円筒の縦型容器である反応塔11の底部から上方に向けて搬送した後に、内部温度を上げた反応塔11で半炭化木質チップSをガス化する。このようにガス化されて発生した生成ガスG(一酸化炭素及び水素)は、反応塔11の上方に設けられた放出管12から放出されてガス貯蓄部60に貯蓄されている。
Specifically, the gasification system 1 is a
以下、ガス化システム1の構造及び搬送装置20を用いた半炭化木質チップSの搬送及び反応塔11におけるガス化について説明する。
ガス化システム1は、図1に示すように、半炭化木質チップSをガス化させるガス化反応装置10と、ガス化の原料である半炭化木質チップSをガス化反応装置10に搬送する搬送装置20と、ガス化反応装置10で発生した生成ガスGを貯蓄するガス貯蓄部60とで構成されている。
Hereinafter, the structure of the gasification system 1, the transfer of the semi-carbonized wood chips S using the
As shown in FIG. 1, the gasification system 1 transports the
ガス化反応装置10は、半炭化木質チップSをガス化させる反応塔11と、反応塔11で発生した生成ガスGを放出する放出管12と、反応塔11に底部からガス化剤Hを供給するガス化剤供給管13とで構成されている。また、反応塔11の内部には、反応塔11の内部温度を上昇させるヒータ14と、反応塔11の内部温度を検知する温度センサー15と、反応塔11の内部に貯蓄された半炭化木質チップSの貯蓄量を検知する貯蓄量検知センサー16とが備えられている。
The
反応塔11は、略円筒状の縦型容器であり、底面部分は下方に向かって先細りする円錐形状で構成されている。この円錐の頂点部分には、後述する上流側搬送管41と連結するための挿通孔11aが設けられている。また、反応塔11の底部には、半炭化木質チップSが完全にガス化されずに残った残渣を外部に掻き出すためのアッシュ排出部17が設けられている。
The
なお、半炭化木質チップSをガス化させる際に、この反応塔11の内部には、図1に示すように、半炭化木質チップSを熱分解させる熱分解帯T1と、熱分解された半炭化木質チップSを燃焼させる燃焼帯T2と、生成ガスG(一酸化炭素や水素)が発生する還元帯T3の3つの層が下方から上方に向かってこの順に形成される。
When the semi-carbonized wood chip S is gasified, as shown in FIG. 1, a thermal decomposition zone T1 for thermally decomposing the semi-carbonized wood chip S and a thermally decomposed half are inside the
放出管12は、反応塔11の内部で発生した生成ガスGを外部に放出するための管であり、反応塔11の上部に設けられている。この放出管12は、図2に示すように、反応塔11の側壁と連結している基端側放出管12aと、先端側に向かうにつれて内径が小さくなる縮径部12bと、縮径部12bと連結する先端側放出管12cとで一体構成されている。なお、先端側放出管12cは基端側放出管12aと比べて縮径している。
The
先端側放出管12cの先端には、生成ガスGを貯蓄するガス貯蓄部60と生成ガスGを吸引するための吸引器71が備えられている。また先端側放出管12cの一部は分岐され、生成ガスGの成分を分析するためのガス分析器72が取り付けられている。
At the tip of the tip-side discharge pipe 12c, a
この吸引器71により、放出管12は負圧となり、生成ガスGをガス貯蓄部60に導くことができる。
By this
ガス貯蓄部60の手前に設けられたガス分析器72は、反応塔11で生成された生成ガスGの成分分析結果を収集し、その分析結果を回転制御部73に送信している。
回転制御部73は、後述するロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度をそれぞれ制御し、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの搬送量を制御している。
The
The
ガス化剤供給管13は、基端側に接続されたガス化剤供給装置18から供給されるガス化剤H(空気及び水蒸気)を反応塔11の内部に供給する。このガス化剤供給管13は、反応塔11の底部に連結する第一供給管13aと、反応塔11の中央部分の側方と連結する第二供給管13bとで構成されている。
The gasifying
第一供給管13aは、後述する縦方向搬送管51に内装された縦方向スクリュー羽根52の回転軸の中央部分に設けられており、縦方向搬送管51の長手方向に沿って上方にガス化剤Hを供給することができる。
The
なお、第一供給管13aは反応塔11の底部から上方に向けてガス化剤Hを供給できればよく、その位置や個数は限定されない。例えば、縦方向搬送管51の外周面に沿って配置されていてもよいし、反応塔11の底部の他の箇所に配置されていてもよい。
The position and number of the
第二供給管13bは、反応塔11の中央部分の側面に連結され、反応塔11の側方から内部にガス化剤Hを供給することができる。より具体的には、反応塔11の還元帯T3に対応する位置に配置されている。
The
ヒータ14は、半炭化木質チップSをガス化する初期状態において、反応塔11の内部を高温状態とするための加熱装置である。また、温度センサー15による温度検知結果に基づいて、生成ガスGを生成する際の反応塔11の内部温度を上げるために使用されることもある。
The
温度センサー15は、反応塔11の内部温度を検知する。なお、温度センサー15で検知した検知結果は、回転制御部73に送信される。
The
貯蓄量検知センサー16は、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量を検知する。具体的には、反応塔11の内部において、蓄積された半炭化木質チップSが所望の高さよりも低いまたは高いかを検出している。この貯蓄量検知センサー16で検知した温度検知結果は、回転制御部73に送信される。回転制御部73は、送信された結果情報に基づいて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度をそれぞれ制御する。
The savings amount
搬送装置20は、ガス化反応装置10に搬送する半炭化木質チップSを貯留するサージ槽30と、サージ槽30から半炭化木質チップSをガス化反応装置10に搬送する上流側搬送路40と、反応塔11に半炭化木質チップSを搬送する縦方向搬送路50とで構成されている。
The
サージ槽30は、半炭化木質チップSを貯留するサージ槽本体31と、サージ槽本体31の下端に接続されている供給管32と、サージ槽本体31と供給管32との間に取り付けられているロータリ弁33とで構成され、上端に回転用モータが取り付けられた外付スクリューフィダーFが備えられている。
The
供給管32は、管状の搬送路であり、一端側がロータリ弁33を介して先細りしたサージ槽本体31の下端に設けられた燃料投入口31aと連結し、他端が上流側搬送路40と連結している。
ロータリ弁33は、ロータリ弁用モータ34により回転自在に構成され、サージ槽本体31に貯留された半炭化木質チップSを供給管32に投入することができる。なお、ロータリ弁用モータ34は上述のように回転制御部73により制御されている。また、外付スクリューフィダーFを備えることにより、サージ槽本体31の内での半炭化木質チップSのブリッジ現象を防止でき、より確実に供給管32に半炭化木質チップSを供給することができる。
The
The
なお、サージ槽本体31に貯留されている半炭化木質チップSは、木質チップなどの木質バイオマスを無酸素条件下で200度〜350度の高温により熱分解して得られた、炭素成分の多い炭化物である。この半炭化木質チップSは、重量当たりのエネルギー密度が高く、粉砕性能が良好である。
The semi-carbonized wood chips S stored in the surge tank
上流側搬送路40は、図1及び図2に示すように、管状に構成された上流側搬送管41と、上流側搬送管41の下端からガス化反応装置10側に湾曲した中間搬送管42と、上流側搬送管41の内装された上流側スクリュー羽根43と、上流側スクリュー羽根43を回転駆動させる回転モータ44とで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
上流側搬送管41は、上下方向に沿って立設する管状体であり、側方には、供給管32の先端が連結する投入口41aが設けられている。また、上流側搬送管41の上端には上流側スクリュー羽根43を回転駆動させる回転モータ44が設けられている。
The upstream
中間搬送管42は、中心軸に対して直交する直交断面の形状が、上流側搬送管41における直交断面と同形状で構成された管状体であり、図2に示すように、円弧状に曲がっている。また、この中間搬送管42の基端が上流側搬送管41と、先端が縦方向搬送路50を構成する縦方向搬送管51と連結している。
The
上流側スクリュー羽根43は、弾性を有する部材を螺旋状に形成することで、曲がりながら回転可能に構成された、いわゆるバネコンベアに用いる羽根であり、上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って、上流側搬送管41の上端から中間搬送管42の先端まで伸びている。
The
この上流側スクリュー羽根43は、上端が回転モータ44と連結しており、上流側搬送管41及び中間搬送管42の内部で自在に回転することができる。これにより、投入口41aより投入された半炭化木質チップSを中間搬送管42の先端まで搬送することができる。
なお、回転モータ44は回転制御部73と連結され、回転制御部73によって上流側スクリュー羽根43の回転速度を制御している。
The upper end of the
The
縦方向搬送路50は、管状の縦方向搬送管51と、縦方向搬送管51の内装された縦方向スクリュー羽根52と、縦方向スクリュー羽根52を回転駆動させる回転モータ53とで構成されている。
縦方向搬送管51は、上下方向に沿って立設する管状体であり、反応塔11の下方に配置されている。この縦方向搬送管51は中央部分の側方には、上流側搬送管41の下端から連結している中間搬送管42と直交するように連結される連結部が設けられている。
The
The
縦方向搬送管51に内装された縦方向スクリュー羽根52は、上下方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーである。この縦方向スクリュー羽根52の下端は、縦方向搬送管51の下端に設けられた回転モータ53と連結されており、縦方向搬送管51の内部で自在に回転することができる。
The
また、縦方向スクリュー羽根52は縦方向搬送管51よりも長く構成されている。このため、縦方向スクリュー羽根52の上方部分には、縦方向搬送管51の上端よりも突出した露出部52aが形成されている。
なお、回転モータ53は回転制御部73に連結されており、回転制御部73により縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御している。
Further, the
The
このように構成された縦方向搬送路50は、反応塔11の下方に配置され、縦方向搬送管51の上端が挿通孔11aと連結している。このため、縦方向スクリュー羽根52の上端部分である露出部52aは、挿通孔11a、すなわち、反応塔11の底部よりも上方に突出している。
The
次に、搬送装置20を用いて半炭化木質チップSを反応塔11に搬送する方法及び反応塔11でのガス化について、図3に基づいて簡単に説明する。
ガス化システム1を稼働させる前段階として、原料となる半炭化木質チップSをサージ槽本体31に貯留させておく(ステップs0)。このサージ槽本体31に貯留する段階での半炭化木質チップSは半炭化処理がされているため、その質量は半炭化処理する前の木質チップの質量と比べ、約45〜68%まで減少している。
Next, a method of transporting the semi-carbonized wood chips S to the
As a preliminary step for operating the gasification system 1, the semi-carbonized wood chip S as a raw material is stored in the surge tank main body 31 (step s0). Since the semi-carbonized wood chips S at the stage of storing in the surge tank
まず、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送するため、ロータリ弁33、中間搬送管42、縦方向スクリュー羽根52をそれぞれ回転させる(ステップs1)。これにより、サージ槽本体31に貯留されている半炭化木質チップSはロータリ弁33で粉砕されながら供給管32に搬送され、そのまま上流側搬送管41に投入される。また、上流側搬送管41に投入された半炭化木質チップSは、上流側スクリュー羽根43の回転により、上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って下方に搬送される。
First, in order to convey the semi-carbonized wood chip S to the
ここで、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を上流側スクリュー羽根43の回転速度よりも遅く設定することで、半炭化木質チップSは中間搬送管42で圧密される。中間搬送管42において圧密された半炭化木質チップSは、縦方向搬送管51に投入される際に、縦方向搬送管51の内部で回転する縦方向スクリュー羽根52で細分化されながら縦方向搬送管51に投入されることとなる。
このように縦方向搬送管51に投入された半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52の回転により縦方向搬送管51に沿って反応塔11の内部に搬送される。
Here, by setting the rotation speed of the
The semi-carbonized wood chips S thus put into the
このようにして反応塔11の内部に投入された半炭化木質チップSは、サージ槽本体31に貯留された半炭化木質チップSの2分の1から3分の1程度の大きさにまで細分化されている。このため、半炭化木質チップSは反応塔11の内部において、ブリッジを形成することなく蓄積される(図4参照)。
The semi-carbonized wood chips S charged into the
反応塔11の内部には、温度センサー15を備えられており、反応塔11の内部温度を検知している(ステップs2)。この温度センサー15で検出された温度検知結果は、回転制御部73に送信され、回転制御部73は、送信された検知結果情報に基づいて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。
A
同様に、貯蓄量検知センサー16による反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの蓄積量も検知しており(ステップs3)、その検知結果を回転制御部73に送信されている。そして、回転制御部73は送信された検知結果情報に基づいてロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。
Similarly, the accumulated amount of the semi-carbonized wood chips S accumulated inside the
さらにまた、ガス貯蓄部60の手前に取り付けられているガス分析器72により、反応塔11から発生する生成ガスGの成分を分析されている(ステップs4)。この分析結果も、回転制御部73に送信されており、回転制御部73は送信された分析結果情報に基づいてロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。
Furthermore, the components of the produced gas G generated from the
例えば、反応塔11の内部温度が適温と比べて低いと温度センサー15で検知した場合には(ステップs2:No)、反応塔11に搬送されている半炭化木質チップSは効率よくガス化できない。この場合、温度検知結果を受信した回転制御部73により、ロータリ弁用モータ34を制御し、ロータリ弁33の回転速度を早くして、供給管32に搬送される半炭化木質チップSを多くすることができる。
For example, when the
また、回転制御部73により、回転モータ44と回転モータ53を制御し、上流側スクリュー羽根43と縦方向スクリュー羽根52の回転数を調整することで、中間搬送管42における半炭化木質チップSをより圧密させて、半炭化木質チップSを細分化することができる。具体的には、上流側スクリュー羽根43の回転速度を縦方向スクリュー羽根52の回転速度よりも早くすることで(ステップs6)、サージ槽30から多く搬送された半炭化木質チップSが中間搬送管42で多く詰まることとなり、より圧密される。このようにより圧密された半炭化木質チップSを縦方向スクリュー羽根52によって反応塔11に搬送することとなるため、半炭化木質チップSをより細分化することができる。
これにより、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSが効率よくガス化され、反応塔11の内部温度を上昇させることができる
Further, the
As a result, the semi-carbonized wood chips S transported to the
同様に、反応塔11の内部の半炭化木質チップSの量が低下している場合には、貯蓄量検知センサー16が半炭化木質チップSの増加を検知して(ステップs3:No)、その情報を回転制御部73に送信する。この情報に基づいて、回転制御部73が回転モータ44を制御して上流側スクリュー羽根43の回転速度を増加させるとともに、回転制御部73が回転モータ53を制御して縦方向スクリュー羽根52の回転速度を増加させ(ステップs6)、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの搬送量を増加させ、半炭化木質チップSのガス化を促進できる。
Similarly, when the amount of the semi-carbonized wood chips S inside the
逆に、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量が増加している場合には、貯蓄量検知センサー16が半炭化木質チップSの増加を検知し(ステップs3:No)、その情報を回転制御部73に送信する。この情報に基づいて、回転制御部73が縦方向スクリュー羽根52の回転速度を低下させ(ステップs6)、中間搬送管42において半炭化木質チップSをより圧密させる。これにより、縦方向スクリュー羽根52によって、より細分化された半炭化木質チップSが反応塔11に搬送することができる。
したがって、半炭化木質チップSの搬送量を低下させながらも、半炭化木質チップSを細分化できるため、半炭化木質チップSの表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。
On the contrary, when the amount of the semi-carbonized wood chips S accumulated inside the
Therefore, since the semi-carbonized wood chips S can be subdivided while reducing the amount of the semi-carbonized wood chips S transported, the surface area of the semi-carbonized wood chips S can be expanded and gasification can be performed efficiently.
同様に、ガス分析器72により検出される生成ガスGの成分が、所望の割合でない場合には(ステップs4:No)、この情報に基づいて、回転制御部73がロータリ弁用モータ34、回転モータ44、回転モータ53を制御して、それぞれの回転速度を調整する(ステップs6)。これにより、反応塔11への半炭化木質チップSの搬送量及びサイズ、密度が調整され、生成ガスGの成分が適正な割合となる。
Similarly, when the component of the generated gas G detected by the
このように、所定量の生成ガスGが得られまで(ステップs5)、反応塔11の内部状況に応じて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度の調整を繰り返し、所望の状態で半炭化木質チップSのガス化が行われる。そして所定量の生成ガスGを得られたのちに、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転を停止し、ガス化を終了する。
In this way, until a predetermined amount of produced gas G is obtained (step s5), the rotation speeds of the
なお、回転制御部73でガス化剤供給装置18を制御することにより、第一供給管13a及び第二供給管13bから供給されるガス化剤Hの供給量を制御し、反応塔11の内部でのガス化を調整することもできる。
By controlling the gasifying
このように構成された搬送装置20は、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送する装置であって、反応塔11に対して半炭化木質チップSを搬送する管状の縦方向搬送路50と、一端側に半炭化木質チップSを投入する投入口41aが設けられ、他端側が縦方向搬送路50と交差するように縦方向搬送路50と連結する管状の上流側搬送路40とで構成されている。そして、縦方向搬送路50には、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転する縦方向スクリュー羽根52が備えられている、また、上流側搬送路40には、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により縦方向搬送路50に向けて半炭化木質チップSを搬送する上流側スクリュー羽根43が備えられている。そして、上流側スクリュー羽根43を回転させて、半炭化木質チップSを、上流側搬送路40の一端側から他端側に向けて搬送するとともに、上流側搬送路40によって搬送された半炭化木質チップSを、縦方向スクリュー羽根52を回転させて、反応塔11の下方から上方へと搬送する。
The
これにより、上流側搬送路40から縦方向搬送路50に半炭化木質チップSを搬送する際に、半炭化木質チップSを細分化して搬送することができ、反応塔11の内部において半炭化木質チップSが搬入先の反応塔11においてブリッジが形成されることなく半炭化木質チップSを搬送できる。
As a result, when the semi-carbonized wood chips S are transported from the
詳述すると、上流側搬送路40から上流側スクリュー羽根43で搬出された半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52で縦方向搬送路50に取り込まれて搬送されるが、上流側スクリュー羽根43の搬送量と縦方向スクリュー羽根52の搬送量とを調整することで縦方向搬送路50と上流側搬送路40との間で半炭化木質チップSを圧密して細分化することができる。このように、半炭化木質チップSが細分化されることで、反応塔11に搬送された半炭化木質チップSがブリッジを形成することを防止できるとともに、細分化された半炭化木質チップSは表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。
More specifically, the semi-carbonized wood chip S carried out from the
また、縦方向搬送路50により、半炭化木質チップSは下方から上方に向けて搬送される。すなわち、反応塔11の内部で貯まった半炭化木質チップSの下方から新たな半炭化木質チップSが搬送されるため、貯まった半炭化木質チップSの層を内側から崩すことができ、反応塔11の内部で仮にブリッジが形成されていたとしても、これを崩すことができる。
Further, the semi-carbonized wood chips S are transported from the lower side to the upper side by the
このように、半炭化木質チップSによるブリッジの形成を防止できるため、例えば反応塔11が半炭化木質チップSを格納する貯蓄格納庫であれば、半炭化木質チップSの間に空間が形成されて無駄に嵩が増えることを防止できる。また、反応塔11がガス化炉であった場合には、効率よくガス化させることができる。
In this way, since the formation of a bridge by the semi-carbonized wood chips S can be prevented, for example, if the
また、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を変更する回転モータ53と、上流側スクリュー羽根43の回転速度を変更する回転モータ44とが備えられることにより、回転制御部73で縦方向スクリュー羽根52と上流側スクリュー羽根43の回転速度を個別に調整できる。このため、縦方向スクリュー羽根52と上流側スクリュー羽根43の回転速度を個別に調整できるため、縦方向搬送路50から反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの細分化サイズを調整でき、反応塔11の内部での半炭化木質チップSの密度を変更させたりすることができる。
Further, by providing the
詳述すると、縦方向スクリュー羽根52が半炭化木質チップSを搬送できる量に対して上流側スクリュー羽根43が半炭化木質チップSを搬送できる量より少なくなるように、回転制御部73で縦方向スクリュー羽根52と上流側スクリュー羽根43の回転速度を調整することができる。この場合、縦方向搬送路50と上流側搬送路40との間に半炭化木質チップSが渋滞し、半炭化木質チップSがより圧密されるため、半炭化木質チップSを細かく細分化できる。
More specifically, the
逆に、縦方向スクリュー羽根52が半炭化木質チップSを搬送できる量に対して上流側スクリュー羽根43が半炭化木質チップSを搬送できる量より多くなるように縦方向スクリュー羽根52と上流側スクリュー羽根43の回転速度を調整することで、半炭化木質チップSの圧密を緩めることができる。したがって、半炭化木質チップSが比較的大きくなるように細分化できる。
On the contrary, the
また、回転モータ53は、反応塔11に投入された半炭化木質チップSの密度に応じて、回転制御部73で縦方向スクリュー羽根52の回転速度が調整されることにより、上流側搬送路40から搬送された半炭化木質チップSを所望の密度で反応塔11に搬送させることができる。したがって、反応塔11の内部の状態や、反応塔11の種類に合わせて半炭化木質チップSを搬送できる。
Further, in the
さらにまた、回転モータ44は、反応塔11に投入された半炭化木質チップSの密度に応じて、回転制御部73で上流側スクリュー羽根43の回転速度が調整されることにより、所望の密度の半炭化木質チップSを縦方向搬送路50に搬送させることができる。これにより、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの密度に応じて、縦方向搬送路50と上流側搬送路40との間で、確実に半炭化木質チップSを細分化することができる。したがって、縦方向搬送路50を介して反応塔11に搬送される半炭化木質チップSがブリッジを形成することをより確実に防止しつつ、反応塔11の内部の状態に合わせて半炭化木質チップSを搬送できる。
Furthermore, the
また、半炭化木質チップSを貯蓄するとともに、投入口41aと連結する燃料投入口31aが設けられたサージ槽30が備えられ、燃料投入口31aには、回転により半炭化木質チップSを細分化し、投入口41aに半炭化木質チップSを搬送するロータリ弁33が備えられている。
In addition to storing the semi-carbonized wood chips S, a
このため、投入口41aから上流側搬送路40に投入される半炭化木質チップSをロータリ弁33で細分化できるため、縦方向搬送路50と上流側搬送路40との間での半炭化木質チップSを細分化するための負荷を軽減することができる。
Therefore, the semi-carbonized wood chips S charged into the
また、一定の大きさ以下の半炭化木質チップSが上流側搬送路40に投入されるため、上流側搬送路40及び縦方向搬送路50を介して反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの密度の幅を小さくすることができる。したがって、縦方向搬送路50及び上流側搬送路40にかかる負荷を軽減することができるとともに、より確実に反応塔11の内部のブリッジ現象を防止できる。
Further, since the semi-carbonized wood chips S having a certain size or less are put into the
さらにまた、ロータリ弁33の回転速度を変更するロータリ弁用モータ34が備えられ、ロータリ弁用モータ34は、反応塔11に投入された半炭化木質チップSの密度に応じて、回転制御部73でロータリ弁33の回転速度が調整されることにより、反応塔11の状態に応じて投入口41aに所望の大きさ以下の半炭化木質チップSを投入することができるため、より縦方向搬送路50及び上流側搬送路40にかかる負担をより軽減できるとともに、より確実に反応塔11でのブリッジ現象を防止できる。
Furthermore, a
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
固形燃料は、半炭化木質チップSに対応し、同様に
反応塔は、反応塔11に対応し、
固形燃料搬送装置は、搬送装置20に対応し、
第一搬送路は、縦方向搬送路50に対応し、
投入口は、投入口41aに対応し、
第二搬送路は、上流側搬送路40に対応し、
第一スクリュー羽根は、縦方向スクリュー羽根52に対応し、
第二スクリュー羽根は、上流側スクリュー羽根43に対応し、
第一速度可変部は、回転モータ53に対応し、
第二速度可変部は、回転モータ44に対応し、
燃料搬送口は、燃料投入口31aに対応し、
貯蓄部は、サージ槽30に対応し、
ロータリ弁は、ロータリ弁33に対応し、
細分化速度可変部は、ロータリ弁用モータ34に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施形態を得ることができる。
In the correspondence between the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The solid fuel corresponds to the semi-carbonized wood chip S, and similarly the reaction tower corresponds to the
The solid fuel transfer device corresponds to the
The first transport path corresponds to the
The slot corresponds to the slot 41a and
The second transport path corresponds to the
The first screw blade corresponds to the
The second screw blade corresponds to the
The first speed variable part corresponds to the
The second speed variable part corresponds to the
The fuel transport port corresponds to the fuel inlet 31a and
The savings unit corresponds to the
The rotary valve corresponds to the
The subdivision speed variable portion corresponds to the
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
例えば、本実施形態において、半炭化木質チップSは、半炭化処理された木質チップとしているが、半炭化木質チップSに限らず、例えばバイオマスなどの生物由来の木質チップや、加熱処理されたバイオマス、石炭や木炭などとしてもよい。 For example, in the present embodiment, the semi-carbonized wood chip S is a semi-carbonized wood chip, but the semi-carbonized wood chip S is not limited to the semi-carbonized wood chip S, for example, a biological wood chip such as biomass, or a heat-treated biomass. , Coal or charcoal may be used.
また、本実施形態において、反応塔11は半炭化木質チップSを加熱処理してガス化させるガス化炉としているが、例えば、木質チップを蓄積させるための蓄積格納庫などであってもよい。
Further, in the present embodiment, the
すなわち、搬送装置20は、目的である固形燃料を蓄積する容器に対して固形燃料を搬送するものであれば、特に限定されない。
That is, the
また、例えば、本実施形態において、縦方向搬送路50は、反応塔11に対して垂直方向(上下方向)に立設させているが、垂直方向に完全一致する必要はない。例えば、縦方向搬送路50は垂直方向に対して±45度程度傾いていてもよい。
Further, for example, in the present embodiment, the
また、本実施形態において、中間搬送管42と縦方向搬送管51とが連結部分において直交しているが、必ずしも直交する必要はなく、中間搬送管42と縦方向搬送管51とが交差していればよく、例えば中間搬送管42が水平方向に沿っていてもよい。また、上流側搬送管41が上下方向に沿って配置されておらず、上流側搬送管41と縦方向搬送管51とが直接連結する構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, the
さらにまた、上流側スクリュー羽根43を上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って、上流側搬送管41の上端から中間搬送管42の先端まで伸びた構成としている。しかしながら、この構成に限定されず、例えば、上流側搬送管41の内部には、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーとし、湾曲した中間搬送管42の内部には、上流側搬送管41の内部に設けたスクリューフィダーの回転を伝達できる、上流側スクリュー羽根43のようないわゆるバネコンベア羽根としてもよい。
Furthermore, the
11 反応塔
20 搬送装置
30 サージ槽
31a 燃料投入口
33 ロータリ弁
34 ロータリ弁用モータ
40 上流側搬送路
41a 投入口
43 上流側スクリュー羽根
44 回転モータ
50 縦方向搬送路
52 縦方向スクリュー羽根
53 回転モータ
S 半炭化木質チップ
11
Claims (6)
前記反応塔に対して前記固形燃料を搬送する管状の第一搬送路と、
一端側に前記固形燃料を投入する投入口が設けられ、他端側が前記第一搬送路と交差するように前記第一搬送路と連結する管状の第二搬送路とで構成され、
前記第一搬送路には、
管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転する第一スクリュー羽根が備えられ、
前記第二搬送路には、
管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記第一搬送路に向けて前記固形燃料を搬送する第二スクリュー羽根が備えられ、
前記第二スクリュー羽根を回転させて、前記固形燃料を、前記第二搬送路の一端側から他端側に向けて搬送するとともに、前記第二搬送路によって搬送された前記固形燃料を、第一スクリュー羽根を回転させて、前記反応塔の下方から上方へと搬送する
固形燃料搬送装置。 A solid fuel transfer device that transports solid fuel to the reaction tower.
A tubular first transport path for transporting the solid fuel to the reaction tower,
A charging port for charging the solid fuel is provided on one end side, and the other end side is composed of a tubular second transport path connected to the first transport path so as to intersect the first transport path.
In the first transport path,
The pipe is provided with a first screw blade that is spirally formed along the vertical direction and rotates about an axis along the vertical direction as a rotation axis.
In the second transport path,
A second screw blade, which is formed in a spiral shape in the pipe and transports the solid fuel toward the first transport path by rotation, is provided.
The second screw blade is rotated to transport the solid fuel from one end side to the other end side of the second transport path, and the solid fuel conveyed by the second transport path is first. A solid fuel transfer device that rotates a screw blade to transfer from the bottom to the top of the reaction tower.
前記第二スクリュー羽根の回転速度を変更する第二速度可変部とが備えられた
請求項1に記載の固形燃料搬送装置。 The first speed variable part that changes the rotation speed of the first screw blade,
The solid fuel transfer device according to claim 1, further comprising a second speed variable portion for changing the rotation speed of the second screw blade.
前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第一スクリュー羽根の回転速度が調整される
請求項2に記載の固形燃料搬送装置。 The first speed variable unit is
The solid fuel transfer device according to claim 2, wherein the rotation speed of the first screw blade is adjusted according to the density of the solid fuel charged into the reaction tower.
前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記第二スクリュー羽根の回転速度が調整される
請求項2または請求項3に記載の固形燃料搬送装置。 The second speed variable unit is
The solid fuel transfer device according to claim 2 or 3, wherein the rotation speed of the second screw blade is adjusted according to the density of the solid fuel charged into the reaction tower.
前記燃料搬送口には、回転により前記固形燃料を細分化し、前記投入口に前記固形燃料を搬送するロータリ弁が備えられた
請求項1乃至請求項4のうちのいずれかに記載の固形燃料搬送装置。 In addition to storing the solid fuel, a storage unit provided with a fuel transport port connected to the input port is provided.
The solid fuel transport according to any one of claims 1 to 4, wherein the fuel transport port is provided with a rotary valve that subdivides the solid fuel by rotation and transports the solid fuel to the input port. Device.
前記細分化速度可変部は、
前記反応塔に投入された前記固形燃料の密度に応じて、前記ロータリ弁の回転速度が調整される
請求項5に記載の固形燃料搬送装置。 A subdivision speed variable portion for adjusting the rotation speed of the rotary valve is provided.
The subdivision speed variable portion is
The solid fuel transfer device according to claim 5, wherein the rotation speed of the rotary valve is adjusted according to the density of the solid fuel charged into the reaction tower.
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