KR200313114Y1 - 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스제거장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 산업 유해가스인 휘발성 유기성분과 이온성 가스 및 중금속이온을 동시에 제거 할수 있고, 필터의 재생이 가능한 유해 배기가스 처리용 유·무기 복합 이온교환필터 장치에 관한 것으로, 기존의 유해가스 처리장치를 이용한 유독가스 등의 처리시 유해 배기가스 제거장치 필터로 입상 활성탄등이 사용되고 있고, 이로 인한 압력강하가 높고, 처리용량이 한계가 있으며, 이온교환 유해 배기가스 제거장치의 경우 이온성 가스등에 선택흡착성이 있으나 복잡한 유해가스 제거에는 한계가 있는 기존 유해 배기가스 제거장치의 단점을 보완하였다.
Description
본 고안은 산업 유해가스인 SOx, NOx, 황화수소 등과 같은 산성 가스, 염기성 가스, 중금속 이온 미스트 및 휘발성 유기성분을 물리·화학적으로 동시에 제거할 수 있고, 흡착후 유·무기 복합필터를 2차 오염물질을 발생시키지 않고 온수 및 재생용액으로 주기적으로 재생이 가능토록 하여, 기존 입상유해 배기가스 제거장치와 달리 자주 교체하지 않고 2년이상 사용이 가능하고, 특히 동시흡착에 의한 유해 가스 미스트 발생이 전혀 없도록 한, 유해 산업배기가스 처리용 복합 이온교환 유해 배기가스 제거장치에 관한 것이다.
본 고안에서 필터의 '후'단이란 필터부에서 재생용액이 유입되는 부분을 '전'방향으로 하였을 경우를 기준으로 설정한 것이다.
기존의 첨착 활성탄이나 비드 이온 교환 수지를 사용한 흡착 유해 배기가스 제거장치는 일정한 시간이 지나면 활성탄 자체의 흡착용량의 한계 때문에 많은 양의 유해가스를 처리하면 쉽게 포화가 되고, 흡착제의 흡착능력이 다하여 더 이상 흡착되지 않거나 흡착된 물질이 다시 분리되어 나오는 단점이 있다. 또한 비드 이온 교환 수지 필터 이온 교환 유해 배기가스 제거장치의 경우 화학적 결합으로 재생액 외에 탈착되지 않아 안정하고, 흡착 성능은 우수하나 입상으로 압력 강하가 커서 유해 가스의 대량처리에 한계가 있고, 유기 휘발성분과 같은 휘발 물질을 선택적으로 흡착할 수 없어 미스트 상태로 대기중에 배출되는 단점이 있다.
따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 고안의 목적은 산업 유해 배기 가스 정화를 위한 유·무기 복합 이온교환 필터 방식의 유해 배기가스 제거장치에 있어서, VOC 또는 이온성 유해 가스등의 동시 처리가 가능하고, 처리후 다량의 폐수 발생에 의한 2차 오염이 없으며, 특히 입상의 활성탄을 사용한 종래의 필터와는 달리 1회용이 아니며, 활성 탄소 섬유와 이온 교환 섬유 부직포를 사용하여 제작이 간단하고, 공정상 압력 강하가 거의 없으며, 수증기와 소량의 재생액을 사용하여 필터를 간단히 재생하므로써 장기간 사용이 가능한 물리·화학적 흡착으로 VOC 및 이온성 유해 가스를 고효율로 동시에 제거할 수 있는 유해 배기 가스 처리를 위한 유·무기 복합 이온교환 필터 방식의 유해 배기가스 제거장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 고안의 목적은, 유해 배기가스 제거장치에 있어서, 유기 물질 및 무기 물질의 복합 필터링을 수행하는 필터부; 상기 필터부에 연결된 재생액 또는 온수 저장용 저수조부; 상기 저수조부와 상기 필터부간에 재생액 또는 온수를 이송하기 위한 재생액 또는 온수 이송 수단; 및 상기 필터부에 가스를 유입 또는 유출하기 위한 가스 이송 수단;으로 구성되는 유·무기 복합 이온교환 필터 방식의 유해 배기가스 제거장치에 의해 달성된다.
도 1은 본 고안의 이온교환 유해 배기가스 제거장치 장치의 분해사시도를 나타내는 것이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 이온 교환 복합 필터 2 : 지지대
3 : 필터 케이스 4 : 상단 필터케이스
5 : 가스 배출구 6 : 시료분취구
7 : 재생액 저수조 8 : 수준기
9 : 격막 10 : 연결핀
11 : 재생액 순환펌프 12 : 분산기
13 : 유량계 14 : 히터
15 : 재생용액 뚜껑 16 : 에어 컴프레셔
17 : 유량계 18 : 재생용액 배출 밸브
19 : 재생용액 투입구
이하 본 고안에 따른 유·무기 복합 이온교환 필터 방식의 유해 배기가스 제거장치에 대하여 상세하게 설명한다.
본 고안에 따른 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기 가스 제거장치는 필터부, 상기 필터부에 연결되는 재생액 또는 온수 저장용 저수조부, 상기 저수조부와 상기 필터부간에 재생액 또는 온수를 이송하기 위한 재생액 또는 온수 이송 수단, 및 상기 필터부로 처리를 원하는 유해 가스를 유입 또는 유출하기 위한 가스 이송 수단으로 구성된다.
상기 필터부는 유기 물질 및 무기 물질을 복합적으로 필터링할 수 있도록 구성되는 것으로, 필터, 상기 필터를 지지하는 필터 지지대, 상기 필터 및 상기 필터 지지대를 내부에 보유하는 필터 케이스로 구성된다.
상기 필터는 기존 활성탄과 같은 흡착제를 이용하는 대신에 활성 탄소 섬유 부직포와 이온 교환 섬유 부직포를 이용하여 각각의 필터를 제작하거나 이들을 복합하여 필터를 제작한다. 이때 상기 이온 교환 섬유 부직포는 전자선 전조사 중합방법으로 제조한 양, 음이온 교환 섬유 부직포인 것이 바람직하다.
상기 필터는 사각 또는 원형등의 다양한 형상으로 제작이 가능하며, 활성 탄소 섬유 부직포와 이온 교환 섬유 부직포를 플라스틱 판에 THF에 침지하고 압착시켜 부직포를 섬유 손상없이 부착하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 필터의 장착방법은 장착 유해 배기가스 제거장치의 규모, 유해가스의 종류 및 풍속에 따라 다르게 적용될 수 있다.
상기 필터 지지대는 바람직하게는 요철형으로 형성한다.
상기 필터 케이스내에는 필터 사이에 공간을 두기 위해 필터 분리 수단 예를 들어 분리판을 일정 간격으로 개설하여, 상기 제작된 필터를 분리 수단을 기준으로 교대로 예를 들어 수평 또는 수직으로 배열되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 필터 케이스는 상단 필터 케이스 및 하단 필터 케이스로 분리하여 구성할 수 있고, 이 경우 상기 상단 필터 케이스와 상기 하단 필터 케이스는 연결핀에 의해 조립되며, 상기 상단 필터 케이스에는 시료 분취구나 하기할 분산기, 가스 배출구를 개설할 수 있다.
상기 저수조부는 재생액 또는 온수를 저장하고, 재생의 필요시 온수나 재생액을 상기 재생액 또는 온수 이송 수단을 통해 필터부로 공급하고, 재생을 종료한 온수나 재생액을 다시 저수조부내에 저장하게 된다.
상기 온수는 가열된 것 예를 들어 약 60℃ 정도로 가열된 것이 바람직하고, 상기 재생액은 양이온 교환 필터용은 예를 들어 약 3∼4%의 황산이고 음이온 교환 필터의 경우 예를 들어 약 5% Na2CO3용액인 것이 바람직하다.
상기 저수조부에는 저수조부의 내부에 분리 격벽을 적어도 하나 이상 설치하는 것이 바람직하고, 상기 분리 격벽에 의해 분리된 각각의 저수조 분할부에는 온수 또는 서로 다른 재생 용액을 저장하도록 하며, 또한 상기 각 저수조 분할부는 온수 또는 재생용액 유입구 및 유출구가 구비되며, 상기 유입구 및 유출구에는 밸브가 구비되도록 한다.
상기 저수조 분할부중 어느 한 곳에는 온수를 가열하기 위한 히터 및 온도 조절기를 내부에 장착하도록 한다.
상기 저수조 분할부에는 수준기가 구비되어, 재생액 또는 온수의 증발로 용액의 수위가 낮아지는지를 측정하고, 이와 같이 측정된 바에 의해 재생액이 유입된다.
상기 재생액 또는 온수 이송 수단은 재생액 또는 온수 이송관, 상기 재생액 또는 온수의 이송 제어 수단으로 구성되고, 상기 이송 제어 수단은 재생액 또는 온수 이송을 위한 펌프, 재생용액 또는 온수의 순화간격과 순환 시간을 자동 또는 수동으로 제어하기 위한 유량계로 구성된다.
필터부로 연결되는 재생액 또는 온수 이송관의 말단부에는 분산기를 더 구비하도록 하여 상기 펌프에 의해 펌핑된 재생액 또는 온수를 필터부내로 고루 분산하도록 한다.
상기 가스 이송 수단은 가스 이송관, 가스 이송 제어 수단으로 구성되고, 상기 이송 제어 수단은 가스 이송 압력을 조정하기 위한 에어 컴프레서, 유량 측정 및 제어를 위한 유량계로 구성된다.
본 고안에서는 이와 같이 기존의 무기물 흡착제 및 비드 이온교환 흡착제를 사용한 유해 배기가스 제거장치의 단점을 해결하기 위해 기존 활성탄과 같은 무기물 흡착제 대신 활성탄소섬유 부직포를 사용하였으며, 이온교환섬유 부직포 필터를 복합하여 사용하였다. 이와 같은 유·무기 복합 이온교환 필터로 이온성 산성, 염기성 가스는 물론, 중금속과 휘발성 유기성분(VOC)을 동시에 흡착제거할 수 있게 된다.
또한 대량의 유해가스를 동시에 처리할 수 있도록 하기 위해 유해 배기가스 제거장치 필터에 일정 간격의 분리판을 끼워넣고, 활성 탄소 섬유 필터와 이온교환 필터를 교대로 배열되도록 하였으며, 유해가스를 통과하면서 공기중의 가스들이 필터와 부딪치면서 통과되는 동안 필터에 물리·화학적 흡착이 되도록 하였다.
더욱이 본 고안의 복합 이온교환 필터방식 유해 배기가스 제거장치는 장치내에 60℃ 이하의 재생용액을 갖고 있으며, 이 용액을 일정한 간격으로 순환하도록 하거나, 먼저 스팀에 의해 재생한 후 다음으로 재생액을 순환하도록 하여, 흡착된 물질들을 다시 교환시켜 복합 이온교환 필터가 재생된다.
따라서 본 고안은 가열 재생용액의 순환으로 흡착된 물질이 떨어져 나와 재생되어 기존의 유해 배기가스 제거장치 필터와 같이 1회용으로 사용후 필터를 교체할 필요가 없다.
상기에서 본 고안의 이온교환필터는 부직포를 서로 조합한 것이며, 분리판을 사용하여 필터와 필터사이의 공간을 두었기 때문에 입상형 필더와 같은 압력강하가 없는 것이 특징이다. 또한 흡착된 물질을 가열 재생용액이 순환하며 재생시키기 때문에 필터의 흡착용량과 수명을 연장시켜 필터의 성능이 저하되지 않는 특징이 있다.
이하, 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 유·무기 복합이온교환 필터방식 유해 배기가스 제거장치 장치의 구성과 작용을 첨부한 도면과 관련하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 고안은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 실용신안등록청구범위내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있으며, 단지 하기 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.
[실시예]
도 1은 본 고안의 유·무기 복합이온교환 필터방식 유해 배기가스 제거장치 장치의 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 필터부는 활성 탄소 섬유 부직포와 이온 교환 섬유 부직포를 PVC 판에 THF에 침지시켜 압착 시킨 이온교환 복합필터(1)와 이것을 고정시키기 위한 일정 간격의 요철형 지지대(2) 및 필터케이스(3)로 구성되고, 상기 필터케이스(3) 중간에는 필터의 밀착을 방지하기 위하여 지지대와 똑같은 간격의 고정 지지대를 개설하며, 필터 케이스(3)중 상단 필터 케이스(4)에는 가스 배출구(5) 및 시료분취구(6)가 부착된다.
저수조부는, 내부격막(9)이 설치된 분리형 저수조(7), 상기 저수조(7)내부에 개설되는, 재생용액이 증발에 의해 줄어들 경우 이를 체크하여 자동으로 공급하도록 하는 수준기(8)와 가열과 더불어 온도를 조절할 수 있는 히터 및 온도 조절기(14)로 구성된다. 상기 복합 이온교환 필터(1)와 재생용액 저수조(7)사이에 연결뚜껑(15)이 설치되고 연결핀(10)으로 고정되어 밀봉된다.
재생액 또는 온수 이송 수단은, 온수 및 재생액을 유해 배기가스 제거장치 상부의 이온교환 복합필터로 이송시킬 수 있는 펌프(11), 펌핑된 용액을 고루 분사시킬 수 있는 분산기(12)와, 재생용액의 순환 간격과 순환 시간을 자동 또는 수동으로 컨트롤하는 유량계(13)로 구성된다.
그리고 가스 이송 수단은 가스를 혼합·공급할 수 있는 에어컴프레셔(16)와 유량계(17)로 구성된다.
유·무기 복합 이온교환 필터(1)의 하부에 설치되는 재생용액 저수조(7)에는서로 다른 재생액 및 온수를 저장할 수 있도록 분리되어 있으며, 그 저수조(7) 한켠에는 재생용액이 들어 있고, 다른 한편에는 가열이 가능한 가열기를 설치하여 온수가 저장 순환하도록 되어있다. 이때 재생용액은 양이온 교환 필터용은 4%의 황산이고 음이온 교환 필터의 경우 5% Na2CO3용액이다.
상기와 같은 복합 이온교환 필터 장착 유해 배기가스 제거장치의 작용은 다음과 같다.
산업 유해가스를 포함한 공기는 하부로부터 상부로 이동하는 상향식으로 유속을 조절할 수 있도록 되어있다. 즉, 유해 배기가스는 필터 하단부를 지나 복합필터를 통과하여 정화된 깨끗한 공기로 필터 상단부로 배출된다.
상기 일정간격의 요철형 지지대(2)는 오염된 가스의 압력강하를 줄이게 되고, 또한 상기 고정 지지대를 사용하여 수직으로 설치된 필터판 사이로 공기가 통과하게 되어 필터와 접촉이 용이하게 된다. 이로써 유해 가스가 지나가는 동안 복합 이온 교환 필터에 흡착하게 되는 효율은 98%이상이 된다.
상기 재생 용액은 펌프(11)에 의해 펌핑되어 분산기(12)를 통해 필터부로 퍼져 흐르게 된다.
이 저수조(7)에서 가열된 60℃ 온수는 펌핑되어 1차적으로 활성탄소 섬유 필터에 부착되어 있는 물질을 탈착시키고, 2차 순환에 의해 펌핑된 재생액에 의해 이온교환 섬유 필터에 부착된 물질을 탈착시켜 이온교환 섬유를 재생시킨다.
이 필터를 통과한 재생 용액은 다시 모아져서 재생용액 저수조(7)로 되돌아오고 순환된 온수의 일정량은 저수조(7) 배출구를 통하여 방출되어 나오고, 온수 저수조 입구에 새로운 물이 일정량 공급되어 다시 순환되도록 가열시킨다.
유량계(13)는 재생용액의 순환 간격과 순환 시간을 자동으로 또는 수동으로 컨트롤할 수 있다.
수준기(8)는 재생용액이 증발에 의해 줄어들 경우 이를 체크하여 물을 자동으로 공급하도록 되어 있다.
재생용액을 갈아줄 때에는 재생용액 배출 밸브(18)를 통해 재생용액을 배출해 준다.
곧이어 농축재생용액 투입구(19)가 열리면서 농축재생용액이 들어오고 물이 들어와 3∼5%의 재생 용액이 되도록 한다.
상기 유·무기 복합 이온교환 필터를 재생하기 위하여 일정 시간 간격으로 재생 용액이 분사되는데, 기존 유해 배기가스 제거장치 필터는 재생후 잔유 성분이 공기의 흐름을 따라 미스트로 비산되는 반면 상기 복합 이온교환 유해 배기가스 제거장치는 활성 탄소 섬유 필터를 유해 배기가스 제거장치 후단에 설치하여 어떠한 공기의 흐름에도 미스트로 비산되는 경우가 전혀 없도록 하였다.
본 고안은 휘발성 유기성분(VOC)과 SOx, NOx, HCl, HF, H2S와 같은 산성가스, 암모니아, 아민류등과 같은 염기성 가스 및 중금속이온등을 동시에 제거할 수 있고, 기존 활성탄 유해 배기가스 제거장치 필터와 같이 교체시간이 없고 연속식으로 흡착·재생이 가능한 장점이 있다.
특히 본 고안의 유·무기 복합 이온교환 유해 배기가스 제거장치는 표준규격화가 가능하고 재생가능한 장치로 기존 첨착 입상활성탄 유해 배기가스 제거장치 대체가 가능하고, 규모를 컴팩트하게 제조할 수 있어 소규모의 장치로 기존 대형 유해 배기가스 제거장치의 효율을 발휘할 수 있어 적은 공간에도 설치가능하고, 제조비용이 저렴한 장점이 있다. 그리고 하나의 필터로 동시에 유·무기 가스를 제거할 수 있고, 간단히 재생이 가능하여 장기간 교체없이 사용가능한 장점을 지니고 있다.
또한 본 고안의 유해 배기가스 제거장치로 처리한 이온성 가스는 화학적 결합에 의해 재생액을 사용하지 않는한 탈착되지 않으며 무기 필터에 는 주로 휘발성 유기성분이 흡착되고 일부 이온성 가스도 흡착되어 기존 유해 배기가스 제거장치에 비해 성능이 우수하여 미스트 발생없이 유해가스의 완벽한 처리가 가능한 장점이 있다.
Claims (11)
- 유해 배기가스 제거장치에 있어서,유기 물질 및 무기 물질의 복합 필터링을 수행하는 필터부;상기 필터부에 연결된 재생액 또는 온수 저장용 저수조부;상기 저수조부와 상기 필터부간에 재생액 또는 온수를 이송하기 위한 재생액 또는 온수 이송 수단; 및상기 필터부에 가스를 유입 또는 유출하기 위한 가스 이송 수단;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 필터부는,필터; 상기 필터를 지지하는 필터 지지 수단; 및상기 필터 및 상기 필터 지지 수단을 내부에 보유하는 필터 케이스;로 구성되는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 필터부는 필터 분리를 위한 분리 수단을 필터 케이스 내부에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 필터는 이온 교환 부직포 또는 활성 탄소 섬유 부직포로 제작한 필터이거나, 상기 이온 교환 부직포와 활성 탄소 섬유 부직포를 복합하여 제작한 필터인 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 필터부는 분리 수단을 기준으로 이온 교환 필터와 활성 탄소 섬유 필터가 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 필터부는 이온 교환 필터의 후단에 연이어 활성 탄소 섬유 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 저수조부는 저수조부의 내부에 분리 격벽을 적어도 하나 이상 구비하는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 저수조부는 저수조내의 재생액 또는 온수의 양을 제어하기 위한 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 저수조부는 재생액 또는 온수의 온도 제어 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 재생액 또는 온수 이송 수단은,재생액 또는 온수 이송관; 및상기 재생액 또는 온수의 이송 제어 수단;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가스 이송 수단은,가스 이송관; 및가스 이송 제어 수단;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스 제거장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2003-0000139U KR200313114Y1 (ko) | 2003-01-03 | 2003-01-03 | 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스제거장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2003-0000139U KR200313114Y1 (ko) | 2003-01-03 | 2003-01-03 | 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스제거장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR200313114Y1 true KR200313114Y1 (ko) | 2003-05-14 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2003-0000139U KR200313114Y1 (ko) | 2003-01-03 | 2003-01-03 | 유·무기 복합 이온 교환 필터 방식 유해 배기가스제거장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200313114Y1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100852010B1 (ko) | 2007-12-05 | 2008-08-12 | (주)엠엔코 | 이온교환섬유를 구비한 이온 폴링 충진물 |
| KR101823394B1 (ko) * | 2016-05-30 | 2018-03-14 | 주식회사 애니텍 | 유류 운반선용 VOCs 탈착 장치 및 이를 이용한 방법 |
-
2003
- 2003-01-03 KR KR20-2003-0000139U patent/KR200313114Y1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100852010B1 (ko) | 2007-12-05 | 2008-08-12 | (주)엠엔코 | 이온교환섬유를 구비한 이온 폴링 충진물 |
| KR101823394B1 (ko) * | 2016-05-30 | 2018-03-14 | 주식회사 애니텍 | 유류 운반선용 VOCs 탈착 장치 및 이를 이용한 방법 |
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