KR101785552B1 - Removed by adsorption device for synthesis gas quench - Google Patents

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KR101785552B1
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Abstract

본 발명은 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치에 관한 것으로서, 수증기와 함께 공기 분리기에서 제공하는 한정된 산소로 불완전연소 및 가스화시켜 합성 가스를 생성해내는 가스화기에 있어서, 상기 가스화기를 구성하는 배출구의 내면에 길이방향으로 전열관이 장착되고, 상기 전열관의 일 측에는 배출되는 스팀 온도를 측정하여 제어부에 전달하는 측정수단이 장착되며, 상기 배출구의 내부에는 통과하는 합성가스의 온도를 낮출 수 있도록 미로 형상의 격벽이 장착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 배출구에 장착되는 전열관의 스팀 온도를 연속적으로 측정하면서 측정된 데이터를 바탕으로 합성가스 유로 조절기와 급랭가스 유량 조절기를 조절하여 전열관에 부착되는 비산회를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 열 회수율과 공정의 효율을 높이고 안정적인 가스화기 작동을 유도할 수 있는 효과가 있다. A gasifier for incompletely combusting and gasifying a syngas by quenching a limited amount of oxygen provided by an air separator together with water vapor to produce a syngas, the apparatus comprising: And a measuring means for measuring the temperature of the discharged steam and for transmitting the measured steam temperature to the control unit is mounted on one side of the heat transfer pipe in the longitudinal direction of the heat transfer pipe, And a partition wall is mounted.
According to the present invention, it is possible to remove the fly ash attached to the heat transfer pipe by controlling the syngas flow regulator and the quench gas flow regulator based on the measured data while continuously measuring the steam temperature of the heat transfer pipe mounted on the discharge port It is possible to increase the heat recovery rate and the efficiency of the process and induce stable operation of the gasifier.

Description

합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치{Removed by adsorption device for synthesis gas quench}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ash removal apparatus for synthesis gas quenching,

본 발명은 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온 합성가스 급랭에 따른 비산회 흡착을 효율적으로 제거하여 열 회수율과 공정의 효율을 높일 수 있도록 한 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a fly ash adsorption elimination apparatus for the synthesis gas quenching, and more particularly, to a fly ash adsorption elimination apparatus for the synthesis gas quenching, And an adsorption removing apparatus.

석탄으로부터 에너지를 생산하여 발전하는 방식으로서는, 석탄을 연소하여 열에너지로 변환시키고, 증기를 발생시켜서 회수하는 방식이 현재 가장 널리 이용되고 있다.As a method of generating energy from coal, the method of burning coal to convert it into thermal energy and generating and recovering steam is currently the most widely used.

이에 대해, 석탄 가스화는 석탄을 직접 연소시키지 않고, 석탄을 산화제에 의해 고온·고압에서 가스화하여 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스(syngas)를 생산하는 방식이다.In contrast, coal gasification is a method in which coal is gasified at a high temperature and a high pressure by an oxidizing agent without directly burning coal, thereby producing syngas, which is mainly composed of carbon monoxide and hydrogen.

석탄을 가스화하여 많은 양의 합성가스를 생산하기 위해서는 석탄이 합성가스로 전환하는 효율을 높여야 하며, 이를 위해서는 석탄 가스화기를 고온 고압의 반응 조건으로 유지해야 한다.In order to produce large amounts of syngas by gasifying coal, the efficiency of conversion of coal to syngas must be increased. To accomplish this, the coal gasifier must be maintained under high-temperature and high-pressure reaction conditions.

한편 상기 석탄 가스화기에는 공정의 효율을 높이고 후단 공정의 오염을 방지하기 위하여 고온의 가스로부터 열을 회수하는 스팀 생산 공정과 더불어 합성가스 급랭장치가 설치된다. Meanwhile, in the coal gasifier, a synthesis gas quenching device is installed in addition to a steam production process for recovering heat from a high temperature gas in order to increase process efficiency and prevent contamination of the downstream process.

그러나 종래의 석탄 가스화기는 합성가스 내 소량의 비산회와 비산 슬래그가 급랭장치 및 열전달면에 흡착하여 공정의 효율을 저하시키고 후단공정의 오염을 야기시키는 문제점이 있었다.
However, the conventional coal gasifier has a problem in that a small amount of fly ash and scattering slag in syngas is adsorbed on the quench device and the heat transfer surface to lower the efficiency of the process and contaminate the downstream process.

대한민국 공개특허 제2011-46900호Korea Patent Publication No. 2011-46900

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 배출구에 장착되는 전열관의 스팀 온도를 연속적으로 측정하면서 측정된 데이터를 바탕으로 합성가스 유로 조절기와 급랭가스 유량조절기를 조절하여 전열관에 부착되는 비산회를 제거할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a steam generator for a steam turbine, which continuously measures a steam temperature of a heat transfer pipe mounted on a discharge port, The goal is to be able to eliminate fly ash.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 수증기와 함께 공기 분리기에서 제공하는 한정된 산소로 불완전연소 및 가스화시켜 합성 가스를 생성해내는 가스화기에 있어서, 상기 가스화기를 구성하는 배출구의 내면에 길이방향으로 전열관이 장착되고, 상기 전열관의 일 측에는 배출되는 스팀 온도를 측정하여 제어부에 전달하는 측정수단이 장착되며, 상기 배출구의 내부에는 통과하는 합성가스의 온도를 낮출 수 있도록 미로 형상의 격벽이 장착되는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, there is provided a gasifier for generating syngas by incomplete combustion and gasification with limited oxygen provided by an air separator together with water vapor, characterized in that a heat transfer tube is provided on the inner surface of the discharge port constituting the gasifier, And a measuring means for measuring the temperature of steam discharged to the control unit is mounted on one side of the heat transfer pipe and a labyrinth-shaped partition wall is mounted inside the discharge port so as to lower the temperature of the syngas passing therethrough do.

본 발명에 따르면, 배출구에 장착되는 전열관의 스팀 온도를 연속적으로 측정하면서 측정된 데이터를 바탕으로 합성가스 유로 조절기와 급랭가스 유량조절기를 조절하여 전열관에 부착되는 비산회를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 열 회수율과 공정의 효율을 높이고 안정적인 가스화기 작동을 유도할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, it is possible to remove the fly ash attached to the heat transfer pipe by controlling the syngas flow regulator and the quench gas flow regulator based on the measured data while continuously measuring the steam temperature of the heat transfer pipe mounted on the discharge port It is possible to increase the heat recovery rate and the efficiency of the process and induce stable operation of the gasifier.

도 1은 본 발명에 따른 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치를 나타낸 구성도. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an ash removal apparatus for synthesis gas quenching according to the present invention; FIG.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치를 나타낸 구성도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a fly ash adsorption removal apparatus for syngas quenching according to the present invention. FIG.

본원발명인 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치(10)는 수증기와 함께 공기 분리기에서 제공하는 한정된 산소로 불완전연소 및 가스화시켜 합성 가스를 생성해내는 가스화기에 적용된다. The inventive ash removal apparatus 10 for the synthesis gas quenching is applied to a gasifier which produces synthesis gas by incomplete combustion and gasification with limited oxygen provided by an air separator together with water vapor.

그리고 상기 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치(10)는 고온 합성가스 급랭에 따른 비산회 흡착을 효율적으로 제거할 수 있도록 한 것이다. The ash removal unit 10 for the syngas quenching is capable of efficiently removing fly ash adsorbed by the high-temperature synthesis gas quenching.

다음으로 상기 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치(10)는 가스화기(20)를 구성하는 배출구(22)의 내면에 길이방향으로 장착되는 전열관(30)과, 상기 전열관(30)의 일 측에 장착되고 배출되는 스팀 온도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 측정수단(40)과, 상기 배출구(22)의 내부에 미로 형상으로 장착되는 격벽(24)과, 상기 배출구(22)에 급랭가스를 공급하는 급랭가스 유량조절기(60)와, 상기 배출구(22)에서 격벽(24)과 연결되어 배출되는 합성가스의 유로를 조절하는 합성가스 유로조절기(70)로 구성된다. The ash removal apparatus 10 for the synthesis gas quenching includes a heat transfer tube 30 mounted in the longitudinal direction on the inner surface of the discharge port 22 constituting the gasifier 20, A measuring unit 40 for measuring the temperature of the steam installed and discharged to the control unit 50, a partition wall 24 mounted in a labyrinth shape in the discharge port 22, And a syngas flow regulator 70 connected to the partition 24 at the outlet 22 to regulate the flow of the syngas discharged from the discharge port 22.

상기 전열관(30)은 배출구(22)의 내면에 길이방향으로 소정구간 장착되어 고온의 합성가스에서 열을 전달받아 스팀을 생산하는 역할을 수행하게 된다. The heat transfer pipe 30 is installed at a predetermined interval in the longitudinal direction on the inner surface of the discharge port 22 and receives heat from the high-temperature synthesis gas to produce steam.

상기 전열관(30)의 일 측에 장착되는 측정수단(40)은 전열관(30)을 통해 배출되는 스팀 온도를 측정한 후 제어부(50)에 전달하는 역할을 수행하게 된다. The measuring means 40 mounted on one side of the heat transfer pipe 30 measures the steam temperature discharged through the heat transfer pipe 30 and transmits the measured temperature to the control unit 50.

즉 상기 측정수단(40)은 전열관(30)에서 배출되는 스팀 온도를 실시간으로 측정하여 규정 값을 벗어날 경우 이를 제어부(50)에 전달하여 실시간으로 대처할 수 있도록 한 것이다. That is, the measuring unit 40 measures the temperature of the steam discharged from the heat transfer pipe 30 in real time, and when the steam temperature deviates from the predetermined value, the measuring unit 40 transmits the measured steam temperature to the controller 50 to cope with it in real time.

상기 격벽(24)은 배출구(22)의 내부에 미로 형상으로 장착되고 상부로 배출되는 배출되는 가스를 상, 하 이동을 통해 온도를 낮추는 역할을 수행하게 되며, 더불어 합성가스 유로조절기(70)와 연계하여 합성가스의 유로를 조절하는 역할을 수행하게 된다. The partition wall 24 is installed in the inside of the discharge port 22 in a labyrinth shape and serves to lower the temperature of the discharged gas discharged to the upper portion through the upward and downward movements. Thereby controlling the flow path of the syngas.

즉 상기 격벽(24)은 다수개의 수직판과 수평판을 미로 형상으로 구성되어 하부에서 상부로 이동하는 합성가스의 온도를 전달받으면서 합성가스의 온도를 낮출 수 있으며 합성가스 유로조절기(70)에 의해 회전하여 합성가스의 진입과 배출을 조절할 수 있다. That is, the partition wall 24 has a plurality of vertical plates and a horizontal plate in a labyrinth shape, and the temperature of the synthesis gas can be lowered while receiving the temperature of the synthesis gas moving from the lower part to the upper part. It is possible to control the entry and exit of syngas by rotating.

상기 배출구(22)에 급랭가스를 공급하는 급랭가스 유량조절기(60)는 제어부(50)에서 전달되는 신호에 따라 배출구(22)의 내부에 급랭가스를 공급하게 된다. The quench gas flow rate controller 60 for supplying quench gas to the outlet 22 supplies quench gas to the inside of the outlet 22 according to a signal transmitted from the controller 50.

이때 상기 배출구(22)에는 급랭가스 유량조절기(60)에서 전달되는 급랭가스를 공급받아 내부에 전달할 수 있도록 급랭 가스 공급통로(26)가 배출구(22)의 하부에 둘레를 따라 형성되되, 본원발명에서 상기 급랭 가스 공급통로(26)는 합성가스가 유입되는 부분과 합성가스가 격벽(24)을 거쳐 상부로 상승하는 부분에 형성되는 예를 들어 설명하기로 한다. At this time, a quench gas supply passage 26 is formed around the lower portion of the discharge port 22 so that quench gas delivered from the quench gas flow rate controller 60 can be supplied to the discharge port 22 and can be delivered to the inside. The quench gas supply passage 26 is formed at a portion where the synthesis gas is introduced and a portion where the synthesis gas rises upwardly via the partition wall 24.

즉 상기 급랭가스 유량조절기(60)는 측정수단(40)에서 전달되는 스팀 온도를 전달받은 제어부(50)의 신호에 따라 해당되는 급랭가스를 급랭 가스 공급통로(26)를 통해 배출구(22)의 하부에 공급할 수 있도록 한 것이다. That is, the quench gas flow rate controller 60 controls the quench gas flow rate controller 60 based on the signal of the controller 50 that receives the steam temperature transmitted from the measuring unit 40, and transmits the quench gas through the quench gas supply channel 26 to the outlet 22 So that it can be supplied to the lower part.

상기 배출구(22)에서 배출되는 합성가스의 유로를 조절하는 합성가스 유로조절기(70)는 제어부에서 전달되는 신호에 따라 배출구(22)의 격벽(24)을 회전시켜 내부를 통과한 합성가스의 진입과 배출하는 면을 조절하게 된다. The syngas flow regulator 70 for regulating the flow of the synthesis gas discharged from the discharge port 22 rotates the partition wall 24 of the discharge port 22 according to a signal transmitted from the control unit, And the discharge surface.

즉 상기 합성가스 유로조절기(70)는 측정수단(40)에서 전달되는 스팀 온도를 전달받은 제어부(50)의 신호에 따라 배출구(22)의 내부를 통과하는 합성가스의 유로를 조절할 수 있도록 한 것이다.
That is, the syngas regulator 70 regulates the flow rate of the syngas passing through the outlet 22 according to a signal from the controller 50, which receives the steam temperature transmitted from the measuring unit 40 .

상기와 같이 구성되는 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치의 실시 예를 참조로 설명하면 다음과 같다. The following description will be made with reference to an embodiment of the ash removal apparatus for the synthesis gas quenching as described above.

먼저 가스화기(20)를 구성하는 배출구(22)의 내면 둘레에 길이방향으로 전열관(30)을 장착한 후 상기 전열관(30)의 일 측에 배출되는 스팀 온도를 측정하는 측정수단(40)을 장착한다. A measuring means 40 for measuring the steam temperature discharged to one side of the heat transfer pipe 30 after mounting the heat transfer pipe 30 in the longitudinal direction around the inner surface of the discharge port 22 constituting the gasifier 20 .

그리고 상기 배출구(22)의 내부에 통과하는 합성가스의 안내하면서 온도를 낮출 수 있도록 미로 형상의 격벽(24)을 장착한 후 상기 배출구(22)의 하부 둘레에 외부에서 공급되는 급랭가스를 공급받을 수 있도록 급랭 가스 공급통로(26)를 간격을 두고 형성한다. After the maze-shaped partition wall 24 is mounted to lower the temperature of the synthesis gas passing through the discharge port 22, the quench gas supplied from the outside is supplied to the periphery of the discharge port 22 The quenching gas supply passages 26 are formed at intervals.

다음으로 상기 배출구(22)의 상부에 배출되는 합성가스의 유로를 조절할 수 있도록 합성가스 유로조절기(70)를 장착한 후 상기 가스화기(20)의 일 측에 급랭 가스 공급통로(26)에 급랭가스를 공급하는 급랭가스 유량조절기(60)를 장착한다. A syngas regulator 70 is installed to adjust the flow rate of the syngas discharged to the upper portion of the discharge port 22 and then the quench gas supply passage 26 is provided at one side of the gasifier 20, A quench gas flow rate regulator 60 for supplying gas is mounted.

그리고 상기 가스화기(20)의 일 측으로 상기 측정수단(40)과 합성가스 유로조절기(70) 및 급랭가스 유량조절기(60)와 연결되는 제어부(50)를 장착하면 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치(10)의 조립은 완료되는 것이다. When the control unit 50 connected to the measuring unit 40, the synthesis gas flow regulator 70 and the quench gas flow rate regulator 60 is installed on one side of the gasifier 20, Assembly of the device 10 is complete.

여기서 상기 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치의 조립 순서는 상기와 다르게 구성될 수 있음을 밝힌다. It is noted that the assembling sequence of the ash removal unit for the synthesis gas quenching may be configured differently from the above.

다음으로 상기와 같이 구성되는 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다. Next, the use state of the ash removal unit for the synthesis gas quenching will be described as follows.

먼저 상기 측정수단(40)을 통해 실시간으로 배출구(22)의 내부에 장착되는 전열관(30)의 스팀 온도를 측정한다. The steam temperature of the heat transfer pipe 30 mounted inside the discharge port 22 is measured in real time through the measurement means 40.

그리고 상기와 같은 상태에서 상기 가스화기(20)에서 배출되는 합성가스는 배출구(22)의 내부에 장착되는 미로 형상의 격벽(24)을 거쳐 상부로 이동하게 된다. In the above state, the syngas discharged from the gasifier 20 is moved to the upper part through the labyrinth-shaped partition wall 24 mounted inside the discharge port 22.

이때 고온 합성가스는 일 면의 급랭가스 공급통로(26)를 통해 공급되는 급랭 가스와 혼합되어 일부 온도를 빼앗긴 상태에서 상부로 이동하게 된다. At this time, the high-temperature syngas is mixed with the quench gas supplied through the quench gas supply passage 26 on one side, and the high-temperature syngas is moved to the upper part in a state in which a part of the temperature is lost.

다음으로 상기 배출구(22) 내부에 설치된 전열관(30)의 외면에 일부 용융된 비산회가 흡착하여 전열관(30)의 열전달을 방해하여 스팀 온도가 규정 값에서 벗어나면, 상기 측정수단(40)은 측정되는 스팀 온도 값을 제어부(50)에 전달하게 된다. If the molten fly ash is adsorbed on the outer surface of the heat transfer pipe 30 provided inside the discharge port 22 to obstruct the heat transfer of the heat transfer pipe 30 and the steam temperature deviates from the specified value, To the control unit 50. The control unit 50 controls the temperature of the steam.

그리고 상기 제어부(50)는 입력되는 측정수단(40)의 데이터에 맞춰 상기 급랭가스 유량조절기(60)와 합성가스 유로조절기(70)에 작동신호를 전달하게 된다. The control unit 50 transmits an operation signal to the quench gas flow rate controller 60 and the syngas channel regulator 70 in accordance with the data of the input measuring unit 40.

다음으로 상기 급랭가스 유로조절기(60)는 제어부(50)에서 전달되는 신호를 바탕으로 미로 형상의 내부 격벽(24)을 회전하여 합성 가스의 진입과 배출 면을 반대가 되도록 유로를 조절하고, 상기 급랭가스 유량조절기(60)는 전달되는 신호를 바탕으로 상기 일면의 급랭가스 공급통로(26) 맞은 편의 급랭가스 공급통로(26)를 이용하여 배출구(22) 내부에 급랭가스를 전달한다.Next, the quench gas passage regulator 60 rotates the labyrinthine inner partition wall 24 based on a signal transmitted from the controller 50 to regulate the flow passage so as to be opposite to the entry and exit sides of the syngas, The quench gas flow rate controller 60 transfers the quench gas into the discharge port 22 using the quench gas supply passage 26 opposite to the one quench gas supply passage 26 based on the transmitted signal.

여기서 상기 일부 용융된 비산회가 흡착된 전열관(30)으로 고온의 합성가스가 진입하여 비산회 흡착을 제거하게 된다.The high-temperature syngas enters the heat transfer pipe (30) where the partially molten fly ash is adsorbed to remove the fly ash adsorption.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치를 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치,
20 : 가스화기, 22 : 배출구,
30 : 전열관, 40 : 측정수단,
50 : 제어부, 60 : 급랭가스 유량조절기,
70 : 합성가스 유로조절기. 10: Ash removal equipment for synthesis gas quenching,
20: gasifier, 22: outlet,
30: heat transfer tube, 40: measuring means,
50: control section, 60: quenching gas flow rate regulator,
70: Synthetic gas flow regulator.

Claims (3)

수증기와 함께 공기 분리기에서 제공하는 한정된 산소로 불완전연소 및 가스화시켜 합성 가스를 생성해내는 가스화기에 있어서,
상기 가스화기(20)를 구성하는 배출구(22)의 내면에 길이방향으로 전열관(30)이 장착되고, 상기 전열관(30)의 일 측에는 배출되는 스팀 온도를 측정하여 제어부(50)에 전달하는 측정수단(40)이 장착되며, 상기 배출구(22)의 내부에는 통과하는 합성가스의 온도를 낮출 수 있도록 미로 형상의 격벽(24)가 장착되고,
상기 배출구(22)의 상부에는 제어부(50)에서 전달되는 신호에 따라 미로 형상의 격벽(24)을 통과한 합성가스의 유로를 조절할 수 있도록 합성가스 유로조절기(70)가 장착되는 것을 특징으로 하는 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치.
A gasifier for generating syngas by incomplete combustion and gasification with limited oxygen provided by an air separator together with steam,
A heat transfer pipe 30 is mounted in the longitudinal direction on the inner surface of the discharge port 22 constituting the gasifier 20 and a measurement for measuring the steam temperature discharged to one side of the heat transfer pipe 30 and delivering it to the control unit 50 Means 40 are mounted in the discharge port 22. Inside the discharge port 22, a labyrinth-shaped partition wall 24 is mounted so as to lower the temperature of the syngas passing therethrough,
A syngas flow path regulator 70 is mounted on the upper portion of the discharge port 22 so as to control the flow path of the synthesis gas passing through the labyrinth-shaped partition wall 24 according to a signal transmitted from the control unit 50 Asynthesizer adsorption elimination device for syngas quenching.
청구항 1에 있어서,
상기 배출구(22)의 하부에는 제어부(50)에서 전달되는 신호에 따라 작동하는 급랭가스 유량조절기(60)에서 전달되는 급랭가스를 배출구(22)의 하부에 공급할 수 있도록 급랭 가스 공급통로(26)가 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 합성가스 급랭을 위한 비산회 흡착제거장치.
The method according to claim 1,
A quench gas supply passage 26 is provided below the discharge port 22 to supply a quench gas delivered from the quench gas flow rate controller 60 operating according to a signal transmitted from the control unit 50 to the lower portion of the discharge port 22. [ Is formed along the perimeter of the ash absorption filter.
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