JPH05253445A - 低濃度窒素酸化物の吸着除去方法 - Google Patents

低濃度窒素酸化物の吸着除去方法

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JPH05253445A
JPH05253445A JP4053627A JP5362792A JPH05253445A JP H05253445 A JPH05253445 A JP H05253445A JP 4053627 A JP4053627 A JP 4053627A JP 5362792 A JP5362792 A JP 5362792A JP H05253445 A JPH05253445 A JP H05253445A
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gas
adsorbent
zone
nox
regeneration
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Withdrawn
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JP4053627A
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English (en)
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Shigenori Onizuka
重則 鬼塚
Masayoshi Ichiki
正義 市来
Takanobu Watanabe
高延 渡辺
Atsushi Fukuju
厚 福寿
Hideji Kobayashi
秀次 小林
Kiyoetsu Kikuchi
清悦 菊池
Kaizo Agari
快三 上利
Akio Iwamoto
皓夫 岩本
Kazuhiro Haneki
一博 羽木
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Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱硝触媒活性がないかもしくは不十分である
吸着剤を用いた場合でも、回転吸着式脱硝装置によっ
て、道路トンネル等の換気ガス中の比較的低濃度の窒素
酸化物を効率よく吸着除去して換気ガスを浄化すること
ができる方法を提供する。 【構成】 回転式吸着装置(2) において、吸着剤として
非脱硝性のものを用い、ガス循環管路上で再生用循環ガ
スをNH3 ガス注入後に脱硝反応器に通し、または、上
記再生用循環ガスをNOx分解反応器に通し、脱硝ない
しは分解処理ガスで吸着剤を再生することを特徴とする
低濃度窒素酸化物の吸着除去方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、各種道路ト
ンネル、山岳トンネル、海底トンネル、地下道路、シェ
ルター付道路等(本明細書では、これらのトンネルを総
称して「道路トンネル等」と呼ぶこことする)における
換気ガス中に含有される比較的低濃度の窒素酸化物(N
Ox)を効率よく吸着除去して換気ガスを浄化する低濃
度窒素酸化物の吸着除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】道路トンネル等において、特に長大で自
動車交通量の多いものについては、運転者、通行者等の
健康保護や明視距離の改善を目的にトンネル内の空気を
相当量吸引排気すなわち換気する必要がある。また、比
較的短距離のトンネルでも都市部あるいはその近郊で
は、出入口部に集中する一酸化炭素(CO)、NOx等
による大気汚染を防止するために、やはりトンネル内空
気の換気が行われている。かくして生じた換気ガスは、
その中に含有されるNOxの濃度が約5ppm のものであ
る。
【0003】しかしながら、換気ガスをそのまま周囲に
放散したのでは、その地域の環境汚染を招くばかりか、
特に自動車排ガスによる汚染が平面的に拡がっている都
市部あるいはその近郊では高度の汚染地域を拡大させる
ことにもなりかねない。既設道路の公害対策として道路
のトンネル化、シェルター設置を図る場合も、前述の事
情は全く同じである。
【0004】本発明は、特に、このような道路トンネル
等の換気ガス中に含有される低濃度のNOxを効率よく
吸着除去して換気ガスの浄化を行なう方法に関するもの
である。
【0005】従来の道路トンネル換気ガスの浄化システ
ムの例を図3のフローに示す。
【0006】まず、回転吸着式脱硝装置(2) の構造につ
いて説明する。
【0007】回転吸着式脱硝装置(2) は、NOx吸着ゾ
ーンと、同吸着ゾーンの回転方向前方の未再生吸着剤予
熱用の予熱ゾーンと、予熱ゾーンの回転方向前方の吸着
剤再生ゾーンと、再生ゾーンと吸着ゾーンとの間の再生
吸着剤冷却用の冷却ゾーンとより成る。同脱硝装置(2)
のNOx吸着剤ローター(12)としては、たとえばハニカ
ム構造に一体成形した合成ゼオライト担体に銅塩を担持
した吸着剤が用いられる。
【0008】NOx吸着剤ローター(12)を軸方向に見て
同ローター(12)の半円形のNOx吸着部(12a) に連通し
たNOx吸着ゾーンに脱湿後の換気ガスが流れるよう
に、吸着式脱湿装置から吸着式脱硝装置(2) へ換気ガス
管路(8) が配されている。また、同ローター(12)の他の
半円形部分は3つの扇形部分、すなわちNOx吸着部(1
2a) の回転方向前方の予熱部(12b) と、これの回転方向
前方の吸着部(12c) と、これの回転方向前方の冷却部(1
2d) とより成る。これら3つの扇形部分にはそれぞれ、
未再生吸着剤予熱用の予熱ゾーンと、吸着剤再生用の再
生ゾーンと、再生吸着剤冷却用の冷却ゾーンとが連通し
ている。そして、冷却ゾーンにNOx吸着剤冷却用ガス
を流通させる冷却ガス管路(9) が配され、同管路(9) の
入口端はNOx含有換気ガス管路(8) の脱硝装置下流に
接続され、出口端は浄化済み換気ガス管路(13)の脱湿装
置上流に接続され、冷却ガス管路(9) にNOx吸着剤冷
却用ガスとして浄化後の換気ガスの一部を通すようにな
されている。冷却ガス管路(9) の冷却ゾーン上流にはブ
ロアー(18)が設けられている。
【0009】再生ゾーンおよび予熱ゾーンを通ってNH
3 含有再生用循環ガスを循環させるガス循環管路(14)が
配されている。同循環管路(14)の再生ゾーン上流にはヒ
ーター(6) が設けられ、ヒーター(6) の上流にはガス循
環管路(14)と冷却ガス管路(9) に亙って排熱回収用の熱
交換器(15)が設けられ、ガス循環管路(14)の予熱ゾーン
下流にはブロアー(4) が設けられている。ガス循環管路
(14)の熱交換器上流にはNH3 供給装置(3) からNH3
供給管路(16)が配されている。そして、NOx吸着剤ロ
ーター(12)は、矢印(A)の方向に回転させられる。
【0010】ガス循環管路(14)の再生ゾーン下流から浄
化済み換気ガス管路(13)にガス抜き出し管路(10)が配さ
れ、同管路(10)にヒーター(7) および脱硝反応器(5) が
設けられている。ガス抜き出し管路(10)によってガス循
環管路(14)から再生用循環ガスの一部がパージガスとし
て抜き出され、ついで同ガスは脱硝反応器(5) で脱硝処
理された後浄化済み換気ガス管路(13)から大気へ放出さ
れる。冷却ガス管路(9) の熱交換器下流からガス循環管
路(14)の熱交換器上流にガス圧調節用のガス補給管路(1
7)が配され、同管路(17)とガス抜き出し管路(10)の脱硝
反応器下流とに亙って排熱回収用の熱交換器(11)が設け
られている。
【0011】上記構成の回転吸着式脱硝装置において、
NOxを含有する換気ガスは換気ガス管路(8) により吸
着式脱湿装置から回転吸着式脱硝装置(2) のNOx吸着
ゾーンへ送られ、同ゾーンにおいてNOx吸着剤ロータ
ー(12)のNOx吸着部(12a)によって換気ガス中のNO
xが吸着除去される。NOxを吸着した吸着剤ローター
(12)の予熱部(12b) は、予熱ゾーンにおいてガス循環管
路(14)によって循環させられるNH3 含有再生用循環ガ
スで予熱され、また再生部(12c) は再生ゾーンにおいて
同ガスによって再生される。NH3 含有ガスによるNO
x吸着剤の再生において、吸着剤中の吸着NOxとNH
3 を効率よく反応させるため、再生前に吸着剤と再生用
循環ガスをヒーター(6) で適当な温度(100〜300
℃)に加熱する。NOxを脱着したNOx吸着剤ロータ
ー(12)の冷却部(12d) は、冷却ゾーンにおいて冷却ガス
管路(9) を通って浄化済み換気ガス管路(13)から来る浄
化済み換気ガスによって冷却される。かくして、NOx
吸着剤ローター(12)の回転によりNOx含有換気ガスの
脱硝、NOx吸着剤の予熱、再生および冷却が連続的に
行われる。
【0012】NH3 含有再生用循環ガスの一部はパージ
ガスとしてガス循環管路(14)からガス抜き出し管路(10)
によって抜き出される。このパージガス中に含まれる未
反応の脱着NOxは、脱硝反応器(5) においてNH3
還元無害化される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
ロセスによる回転吸着式脱硝装置(2) が実際に稼働する
のは、NOx吸着剤ローター(12)として、上記のように
ハニカム構造に一体成形した合成ゼオライト担体に塩化
銅アンモニウム(CuCl2 ・2NH4 Cl)のような
銅塩を担持した吸着剤や、チタニア担体にバナジウムを
担持した吸着剤のように、還元剤NH3 によりNOxを
選択的に接触還元する脱硝活性を有する吸着剤からなる
ローターを用いた場合だけである。チタニア−ルテニウ
ム系の吸着剤、たとえば、アナターゼ型チタニアを保持
したセラミックペーパー担体にルテニウムのハロゲン化
物が担持された吸着剤では、脱硝触媒活性がないかもし
くは不十分であり、このような吸着剤を用いた場合、上
記プロセスは適用することができない。
【0014】本発明の目的は、上記の点に鑑み、脱硝触
媒活性がないかもしくは不十分である吸着剤を用いた場
合でも、回転吸着式脱硝装置によって、道路トンネル等
の換気ガス中の比較的低濃度の窒素酸化物を効率よく吸
着除去して換気ガスを浄化することができる方法を提供
することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明による低濃度窒素
酸化物の吸着除去方法は、上記課題を解決すべく工夫さ
れたものであり、NOx吸着剤ローター(12)がガス流れ
に対し直角方向に連続移動される回転式吸着装置(2) で
あって、該回転式吸着装置(2) は、NOx吸着ゾーン
と、同吸着ゾーンの回転方向前方の未再生吸着剤予熱用
の予熱ゾーンと、予熱ゾーンの回転方向前方の吸着剤再
生ゾーンと、再生ゾーンと吸着ゾーンとの間の再生吸着
剤冷却用の冷却ゾーンとを備え、NOx吸着除去後の浄
化済みガスの少なくとも一部を冷却ゾーンに流通させる
冷却ガス管路(9) と、再生ゾーンおよび予熱ゾーンを通
って再生用循環ガスを循環させるガス循環管路(14)と、
冷却ガス管路とガス循環管路とを連絡するガス圧調整用
のガス補給管路部(17)と、ガス循環管路から再生用循環
ガスの一部を抜き出すガス抜き出し管路(10)とが配され
ている回転式吸着装置(2) において、吸着剤として非脱
硝性のものを用い、ガス循環管路上で再生用循環ガスを
NH3 ガス注入後に脱硝反応器に通し、または、上記再
生用循環ガスをNOx分解反応器に通し、脱硝ないしは
分解処理ガスで吸着剤を再生することを特徴とするもの
である。
【0016】ここで、非脱硝性の吸着剤とは、脱硝触媒
活性がないかもしくは不十分である吸着剤をいい、代表
的なものとしてはチタニア−ルテニウム系の吸着剤、た
とえば、アナターゼ型チタニアを保持したセラミックペ
ーパー担体にルテニウムのハロゲン化物が担持された吸
着剤が挙げられる。
【0017】脱硝反応器は、脱硝触媒の存在下にNH3
を還元剤として用いNOxをN2 とH2 Oに選択的に接
触還元するものである。分解反応器は、分解触媒の存在
下にNOxを接触的に分解するものである。ガス抜きだ
し管路(10)に脱硝反応器(5) またはNOx分解反応器
(1) を設ける本発明方法と、ガス循環管路(14)に脱硝反
応器またはNOx分解反応器を設ける方法とを組み合わ
せることもできる。
【0018】
【実施例】以下に示す実施例をもって、本発明を具体的
に説明する。
【0019】実施例1 道路トンネル換気ガスの浄化システムの例を第1図のフ
ローに示す。
【0020】同フローにおいて、NOxを含有する未浄
化換気ガスは、脱湿処理後、乾燥状態で換気ガス管路
(8) により回転吸着式脱硝装置(2) へ導かれ、同ガス中
のNOxが吸着除去され、浄化済み換気ガスが得られ
る。
【0021】回転吸着式脱硝装置(2) は、NOx吸着ゾ
ーンと、同吸着ゾーンの回転方向前方の未再生吸着剤予
熱用の予熱ゾーンと、予熱ゾーンの回転方向前方の吸着
剤再生ゾーンと、再生ゾーンと吸着ゾーンとの間の再生
吸着剤冷却用の冷却ゾーンとより成る。同脱硝装置(2)
のNOx吸着剤ローター(12)としては、アナターゼ型チ
タニアを保持したセラミックペーパー担体にルテニウム
のハロゲン化物が担持された吸着剤ローターが用いられ
る。
【0022】NOx吸着剤ローター(12)を軸方向に見て
同ローター(12)の半円形のNOx吸着部(12a) に連通し
たNOx吸着ゾーンに脱湿後の換気ガスが流れるよう
に、吸着式脱湿装置から吸着式脱硝装置(2) へ換気ガス
管路(8) が配されている。また、同ローター(12)の他の
半円形部分は3つの扇形部分、すなわちNOx吸着部(1
2a) の回転方向前方の予熱部(12b) と、これの回転方向
前方の吸着部(12c) と、これの回転方向前方の冷却部(1
2d) とより成る。これら3つの扇形部分にはそれぞれ、
未再生吸着剤予熱用の予熱ゾーンと、吸着剤再生用の再
生ゾーンと、再生吸着剤冷却用の冷却ゾーンとが連通し
ている。そして、冷却ゾーンにNOx吸着剤冷却用ガス
を流通させる冷却ガス管路(9) が配され、同管路(9) の
入口端はNOx含有換気ガス管路(8) の脱硝装置下流に
接続され、出口端は浄化済み換気ガス管路(13)の脱湿装
置上流に接続され、冷却ガス管路(9) にNOx吸着剤冷
却用ガスとして浄化後の換気ガスの一部を通すようにな
されている。冷却ガス管路(9) の冷却ゾーン上流にはブ
ロアー(18)が設けられている。
【0023】再生ゾーンおよび予熱ゾーンを通ってNH
3 含有再生用循環ガスを循環させるガス循環管路(14)が
配されている。同循環管路(14)の再生ゾーン上流にはヒ
ーター(6) が設けられ、ヒーター(6) の上流にはガス循
環管路(14)と冷却ガス管路(9) に亙って排熱回収用の熱
交換器(15)が設けられ、ガス循環管路(14)の予熱ゾーン
下流にはブロアー(4) が設けられている。そして、NO
x吸着剤ローター(12)は、矢印(A)の方向に回転させら
れる。
【0024】ガス循環管路(14)における再生ゾーン上流
には脱硝反応機(5) が設けられ、脱硝反応器上流にはN
3 供給装置(3) からNH3 供給管路(16)が配されてい
る。ガス循環管路(14)の再生ゾーン下流から浄化済み換
気ガス管路(13)にガス抜き出し管路(10)が配され、同管
路(10)にヒーター(7) が設けられている。ガス抜き出し
管路(10)によってガス循環管路(14)から再生用循環ガス
の一部がパージガスとして抜き出され、ついで浄化済み
換気ガス管路(13)から大気へ放出される。冷却ガス管路
(9) の熱交換器下流からガス循環管路(14)の熱交換器上
流にガス圧調節用のガス補給管路(17)が配され、同管路
(17)とガス抜き出し管路(10)の脱硝反応器下流とに亙っ
て排熱回収用の熱交換器(11)が設けられている。
【0025】上記構成の回転吸着式脱硝装置において、
NOxを含有する換気ガスは換気ガス管路(8) により吸
着式脱湿装置から回転吸着式脱硝装置(2) のNOx吸着
ゾーンへ送られ、同ゾーンにおいてNOx吸着剤ロータ
ー(12)のNOx吸着部(12a)によって換気ガス中のNO
xが吸着除去される。NOxを吸着した吸着剤ローター
(12)の予熱部(12b) は、予熱ゾーンにおいてガス循環管
路(14)によって循環させられる再生用循環ガスで予熱さ
れ、また再生部(12c) は再生ゾーンにおいて同ガスによ
って脱着再生される。再生用循環ガス中に含まれる脱着
NOxは、ガス循環管路(14)に設置された脱硝反応器
(5) においてNH3 供給装置(3) からのNH3 で還元無
害化される。したがって、吸着剤ローター(12)の再生部
(12c) はこの脱硝処理後の再生用循環ガスで再生され
る。再生前に吸着剤と再生用循環ガスをヒーター(6) で
適当な温度(100〜300℃)に加熱することもあ
る。NOxを脱着したNOx吸着剤ローター(12)の冷却
部(12d) は、冷却ゾーンにおいて冷却ガス管路(9) を通
って浄化済み換気ガス管路(13)から来る浄化済み換気ガ
スによって冷却される。かくして、NOx吸着剤ロータ
ー(12)の回転によりNOx含有換気ガスの脱硝、NOx
吸着剤の予熱、再生および冷却が連続的に行われる。
【0026】再生用循環ガスの一部はパージガスとして
ガス循環管路(14)からガス抜き出し管路(10)によって抜
き出される。
【0027】実施例2 この実施例で用いられる回転吸着式脱硝装置は、ガス循
環管路(14)に脱硝反応器の代わりにNOx分解反応器
(1) が配され、NH3 供給管路が配されていない点を除
いて、実施例1のものと同じである。
【0028】上記構成の回転吸着式脱硝装置において、
NOxを含有する換気ガスは換気ガス管路(8) により吸
着式脱湿装置から回転吸着式脱硝装置(2) のNOx吸着
ゾーンへ送られ、同ゾーンにおいてNOx吸着剤ロータ
ー(12)のNOx吸着部(12a)によって換気ガス中のNO
xが吸着除去される。NOxを吸着した吸着剤ローター
(12)の予熱部(12b) は、予熱ゾーンにおいてガス循環管
路(14)によって循環させられる再生用循環ガスで予熱さ
れ、また再生部(12c) は再生ゾーンにおいて同ガスによ
って脱着再生される。再生用循環ガス中に含まれる脱着
NOxは、ガス循環管路(14)に設置されるNOx分解反
応器(1) において分解無害化される。したがって、吸着
剤ローター(12)の再生部(12c) はこの分解処理後の再生
用循環ガスで再生される。再生前に吸着剤と再生用循環
ガスをヒーター(6) で適当な温度(100〜300℃)
に加熱することもある。NOxを脱着したNOx吸着剤
ローター(12)の冷却部(12d) は、冷却ゾーンにおいて冷
却ガス管路(9) を通って浄化済み換気ガス管路(13)から
来る浄化済み換気ガスによって冷却される。かくして、
NOx吸着剤ローター(12)の回転によりNOx含有換気
ガスの脱硝、NOx吸着剤の予熱、再生および冷却が連
続的に行われる。
【0029】再生用循環ガスの一部はパージガスとして
ガス循環管路(14)からガス抜き出し管路(10)によって抜
き出される。
【0030】
【発明の効果】NOxを吸着したNOx吸着剤を加熱し
て吸着剤からNOxを脱離するには、より低温で効率良
く脱離を行うことが望ましい。その対策として、再生用
循環ガスを循環使用する場合、吸着剤からのNOx脱離
に伴って、再生用循環ガス中のNOx濃度は高くなるた
め、循環再生ガス中のNOx濃度を極力低く維持するこ
とが、吸着剤からのNOxの脱離を促進する上で重要と
なる。
【0031】本発明によるNOxの吸着除去方法では、
吸着剤として非脱硝性のものを用い、ガス循環管路上で
再生用循環ガスをNH3 ガス注入後に脱硝反応器に通
し、または、上記再生用循環ガスをNOx分解反応器に
通し、脱硝ないしは分解処理ガスで吸着剤を再生するの
で、循環再生ガス中のNOx濃度を極力低く維持して吸
着剤からのNOxの脱離を促進することができる。
【0032】また、NOx分解反応を利用する場合に
は、NH3 を用いないので、NH3 使用時の問題やリー
クNH3 による2次公害の問題がなくなる。
【0033】こうして、本発明のNOxの吸着除去方法
によれば、脱硝触媒活性がないかもしくは不十分である
吸着剤を用いた場合でも、回転吸着式脱硝装置によっ
て、道路トンネル等の換気ガス中の比較的低濃度のNO
xを効率よく吸着除去して換気ガスを浄化することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いた実験装置を示す概略図であ
る。
【図2】実施例2で用いた実験装置を示す概略図であ
る。
【図3】従来技術を示すフローシートである。
【符号の説明】
(1) :NOx分解反応器 (2) :吸着式脱硝装置 (3) :NH3 供給装置 (4) :ブロアー (5) :脱硝反応器 (6) :ヒーター (7) :ヒーター (8) :NOx含有換気ガス管路 (9) :冷却ガス管路 (10):ガス抜き出し管路 (11):熱交換器 (12):NOx吸着剤ローター (12a) :NOx吸着部 (12b) :予熱部 (12c) :再生部 (12d) :冷却部 (13):浄化済み換気ガス管路 (14):ガス循環管路 (15):熱交換器 (16):NH3 供給管路 (17):ガス補給管路 (18):ブロアー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福寿 厚 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 小林 秀次 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 菊池 清悦 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 上利 快三 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内 (72)発明者 岩本 皓夫 大阪市此花区西九条5丁目3番28号日立造 船株式会社内 (72)発明者 羽木 一博 大阪市此花区西九条5丁目3番28号 日立 造船株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NOx吸着剤ローター(12)がガス流れに
    対し直角方向に連続移動される回転式吸着装置(2) であ
    って、 該回転式吸着装置(2) は、NOx吸着ゾーンと、同吸着
    ゾーンの回転方向前方の未再生吸着剤予熱用の予熱ゾー
    ンと、予熱ゾーンの回転方向前方の吸着剤再生ゾーン
    と、再生ゾーンと吸着ゾーンとの間の再生吸着剤冷却用
    の冷却ゾーンとを備え、 NOx吸着除去後の浄化済みガスの少なくとも一部を冷
    却ゾーンに流通させる冷却ガス管路(9) と、再生ゾーン
    および予熱ゾーンを通って再生用循環ガスを循環させる
    ガス循環管路(14)と、冷却ガス管路とガス循環管路とを
    連絡するガス圧調整用のガス補給管路部(17)と、ガス循
    環管路から再生用循環ガスの一部を抜き出すガス抜き出
    し管路(10)とが配されている回転式吸着装置(2) におい
    て、 吸着剤として非脱硝性のものを用い、ガス循環管路上で
    再生用循環ガスをNH3 ガス注入後に脱硝反応器に通
    し、脱硝処理ガスで吸着剤を再生することを特徴とする
    低濃度窒素酸化物の吸着除去方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の回転式吸着装置(2) にお
    いて、吸着剤として非脱硝性のものを用い、ガス循環管
    路上で再生用循環ガスをNOx分解反応器に通し、分解
    処理ガスで吸着剤を再生することを特徴とする低濃度窒
    素酸化物の吸着除去方法。
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Cited By (3)

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