KR20170004198A - Power generation system of rice husks gasification with high efficiency scrubber - Google Patents

Power generation system of rice husks gasification with high efficiency scrubber Download PDF

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KR20170004198A
KR20170004198A KR1020150094219A KR20150094219A KR20170004198A KR 20170004198 A KR20170004198 A KR 20170004198A KR 1020150094219 A KR1020150094219 A KR 1020150094219A KR 20150094219 A KR20150094219 A KR 20150094219A KR 20170004198 A KR20170004198 A KR 20170004198A
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서명원
이재구
윤상준
라호원
김재호
김용구
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a power generation system using gasification of rice husks with increased scrubber efficiency. Particularly, at least one spraying port among liquid spraying parts of a scrubber is placed above an injection/ejection port in which syngas is injected or discharged. Even when the syngas contains a large quantity of impurities such as tar, accumulation of impurities in the liquid spraying parts is minimized. Thus, the power generation system using gasification of rice husks with increased scrubber efficiency can be easily maintained and cleaned.

Description

스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템{Power generation system of rice husks gasification with high efficiency scrubber}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power generation system for rice husk gasification,

본 발명은 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템에 관한 것으로써, 특히, 스크러버의 액체분사부 중 적어도 하나의 분사구는 합성가스가 유입되거나 유출되는 유출입구보다 상부에 배치되는 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a rice hatching gasification power generation system with enhanced scrubber efficiency, and in particular, at least one injection port of a liquid spraying section of a scrubber is provided with a scrubber, which is disposed above an outflow inlet through which a syngas flows in or out, ≪ / RTI >

한국등록특허공보 제602732호에는 왕겨를 탄화시키는 시스템이 나타나 있다. 한국등록특허공보 제659497호에는 농임산폐기물을 효과적으로 탄화시키기 위해 탄화시 공급되는 공기를 히터를 통해 가열하여 공급하는 유동층 가스화장치가 나타나 있다.Korean Patent Registration No. 602732 discloses a system for carbonizing rice hulls. Korean Patent Registration No. 659497 discloses a fluidized bed gasification apparatus in which air supplied during carbonization is heated and supplied through a heater in order to effectively carbonize agricultural forest waste.

또한, 한국공개특허공보 제2012-0122767호에는 왕겨탄화시스템의 가스화기에서 발생하는 합성가스를 연소시켜 발전하는 것이 나타나 있다. 이러한 종래기술에는 합성가스를 필터링 하기 위한 습식세정탑이 구비되어 있다. 그러나, 종래의 습식세정탑은 유입된 합성가스가 물분사장치를 통과하여 물분사장치에 상기 합성가스에 포함된 이물질(dust)이 다량 쌓여서 분사구가 쉽게 막히고, 세척도 어려운 문제점이 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0122767 discloses that a syngas generated in a gasifier of a rice hull carbonization system is combusted to generate electricity. Such prior art is provided with a wet scrubbing column for filtering syngas. However, in the conventional wet scrubbing tower, there is a problem that the introduced syngas passes through the water spraying device, and a large amount of dust contained in the syngas is accumulated in the water spraying device so that the jetting port is easily clogged and is difficult to clean.

한국공개특허공보 제2014-0139314호Korean Patent Publication No. 2014-0139314 한국공개특허공보 제2012-0122767호Korean Patent Publication No. 2012-0122767 한국등록특허공보 제602732호Korean Patent Registration No. 602732

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 액체분사부에 이물질이 쌓이는 것을 최소화하여 장치의 유지보수 및 세척이 용이한 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a rice hatching gasification power generation system in which the accumulation of foreign matter on the liquid spraying part is minimized and the scrubber efficiency is improved, which facilitates maintenance and cleaning of the apparatus.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템은, 가스화기와, 상기 가스화기를 통해 생성된 합성가스를 필터링하는 스크러버와, 상기 합성가스를 통해 발전하는 발전기를 포함하며, 상기 스크러버의 액체분사부 중 적어도 하나의 분사구는 상기 합성가스가 유입되거나 유출되는 유출입구보다 상부에 배치되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a rice hatchery gasification power generation system including a gasifier, a scrubber for filtering a synthesis gas produced through the gasifier, and a generator for generating electricity through the synthesis gas, At least one injection port of the liquid injection part of the scrubber is disposed above the outflow inlet into which the synthesis gas flows or flows.

상기 스크러버는 상기 유출입구가 형성되는 관부와, 상기 관부의 끝단을 덮는 관덮개부를 포함하며, 상기 관덮개부는 상기 관부에 탈착가능하게 설치되며, 상기 액체분사부는 상기 관덮개부에 설치될 수 있다.The scrubber may include a tube portion formed with the outflow inlet and a tube lid portion covering the end of the tube portion. The tube lid portion may be detachably installed in the tube portion, and the liquid injection portion may be installed in the tube lid portion. .

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the rice hatching gasification power generation system of the present invention having the scrubber efficiency improved as described above, the following effects can be obtained.

스크러버의 액체분사부 중 적어도 하나의 분사구는 합성가스가 유입되거나 유출되는 유출입구보다 상부에 배치되어, 상기 합성가스가 분진과 타르와 같은 이물질을 다량 포함하고 있더라도, 상기 액체분사부에 이물질이 쌓이는 것을 최소화하여 장치의 유지보수 및 세척이 용이하다. 또한, 상기 합성가스의 상부에서 분사하여 분사되는 액체와 미접촉되는 합성가스가 더욱 감소된다. 즉, 더욱 효과적으로 상기 합성가스가 필터링될 수 있다.At least one of the liquid injection portions of the scrubber is disposed above the outflow inlet through which the syngas flows in or out so that even if the syngas contains a large amount of foreign matter such as dust and tar, So that maintenance and cleaning of the apparatus are easy. Further, the syngas not in contact with the liquid sprayed from the upper portion of the synthesis gas is further reduced. That is, the synthesis gas can be more effectively filtered.

상기 스크러버는 상기 유출입구가 형성되는 관부와, 상기 관부의 끝단을 덮는 관덮개부를 포함하며, 상기 관덮개부는 상기 관부에 탈착가능하게 설치되며, 상기 액체분사부는 상기 관덮개부에 설치되어, 상기 액체분사부의 수리 또는 교환시 상기 유출입구에 연결된 관들은 그대로 놔둔 채 상기 관덮개부만 분리하면 되므로 유지보수 및 세척이 용이하다.Wherein the scrubber includes a tube portion in which the outflow inlet is formed and a tube lid portion that covers an end of the tube portion, the tube lid portion is detachably installed in the tube portion, the liquid injection portion is provided in the tube lid portion, When repairing or replacing the liquid jetting part, only the pipe lid part is separated while leaving the pipes connected to the outlet port as they are, so that maintenance and cleaning are easy.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템 스크러버 수직 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템 스크러버 부분 수평 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a rice hatching gasification power generation system with improved scrubber efficiency according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
2 is a vertical sectional view of a scrubber of a rice hatching gasification power generation system with an improved scrubber efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a horizontal sectional view of a scrubber part of a rice hull gasification power generation system with an improved scrubber efficiency according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, the same components as those of the conventional art will be described with reference to the above-described prior art, and a detailed description thereof will be omitted.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템은, 가스화기(100)와, 상기 가스화기(100)를 통해 생성된 합성가스를 필터링하는 U자형 스크러버(500)와, 상기 합성가스를 통해 발전하는 발전기(900)를 포함하며, 상기 스크러버(500)의 액체분사부(530) 중 적어도 하나의 분사구(532)는 상기 합성가스가 유입되거나 유출되는 유출입구(511)보다 상부에 배치되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 1 to 3, the rice hatching gasification power generation system with the improved scrubber efficiency of the present embodiment includes a gasifier 100, a U-shaped scrubber (not shown) for filtering the syngas produced through the gasifier 100 At least one of the injection ports 532 of the liquid injection part 530 of the scrubber 500 is connected to the outlet port 532 through which the synthesis gas flows or flows, (511).

가스화기(100)는 버블캡타입의 노즐을 갖는 기포 유동층 가스화기로 구비된다.The gasifier 100 is provided with a bubbling fluidized bed gasifier having bubble cap type nozzles.

가스화기(100)는 원통형의 가스화기 본체와, 상기 가스화기 본체에 왕겨를 공급하는 왕겨 공급부(111)와, 가스화기 스타트업 초기에 점화시키는 버너(110)를 포함한다.The gasifier 100 includes a cylindrical gasifier body, a rice husk feeder 111 for supplying rice husk to the gasifier body, and a burner 110 for igniting the gasifier at the start of the gasifier startup.

상기 가스화기 본체의 하부에는 가스화에 필요한 공기가 유입되는 공기유입구가 형성된다.An air inlet for introducing air necessary for gasification is formed in a lower portion of the gasifier main body.

상기 가스화기 본체의 상부 측부에는 가스화를 통해 생성된 합성가스가 배출되는 배출구가 형성된다. 왕겨에 공기를 공급하면서 가스화시키면 H2, CO, CH4와 같은 가연성 합성가스가 생성된다.An outlet port through which the synthesis gas produced through gasification is discharged is formed on the upper side of the gasifier body. When gas is supplied to the rice husk while air is supplied, combustible syngas such as H2, CO, and CH4 is produced.

상기 왕겨 공급부(111)는 상기 가스화기 본체의 하부 측부에 설치되며, 층물질의 상부에 위치한다.The rice boll feeder 111 is installed on the lower side of the gasifier body and is located at the top of the layer material.

버너(110)는 상기 왕겨 공급부(111)의 하부 혹은 동등한 높이에 배치되도록 상기 가스화기 본체의 하부 측부에 설치된다.The burner 110 is installed on the lower side of the gasifier main body so as to be disposed at the lower or equal height of the rice husk supplying portion 111.

이러한 가스화기(100)를 통해 합성가스를 생성하는 과정은 종래기술 등에 기재되어 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The process of generating the syngas through the gasifier 100 is described in the related art or the like, and thus a detailed description thereof will be omitted.

나아가 상기 합성가스에 포함된 기체와 고체를 분리하는 사이클론(200)을 더 구비할 수 있다. Further, it may further include a cyclone 200 separating the gas and the solid contained in the syngas.

사이클론(200)은 선회류를 형성하여 상기 합성가스에서 왕겨 회재를 분리한다. 이와 같이 분리된 상기 왕겨 회재는 분리시스템으로 이송된다.The cyclone 200 forms a swirling flow to separate the rice husk material from the syngas. The rice husk material thus separated is conveyed to the separation system.

사이클론(200)은 가스화기(100)와 이하 서술되는 열교환기(300) 사이에 배치된다. 이와 같은 사이클론(200)으로 인해 열교환기(300)가 상기 합성가스의 분진 및 타르 등으로 인해 막히는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.The cyclone 200 is disposed between the gasifier 100 and the heat exchanger 300 described below. Such a cyclone 200 can effectively prevent the clogging of the heat exchanger 300 due to dust and tar of the syngas.

열교환기(300)는 가스화기(100)를 통해 생성된 합성가스와 가스화기(100)의 공기 유입구에 공급되는 상기 공기를 열교환시킨다. 즉, 고온의 합성가스와 외부의 공기를 열교환시켜서 상기 합성가스의 온도는 낮추고, 상기 공기의 온도는 높인다.The heat exchanger 300 exchanges heat between the syngas produced through the gasifier 100 and the air supplied to the air inlet of the gasifier 100. That is, the temperature of the synthesis gas is lowered by heat-exchanging the high-temperature syngas and the outside air, and the temperature of the air is increased.

이와 같이 가스화기(100)에 가열된 공기를 공급하게 되면 왕겨 가스화가 더욱 효과적으로 될 수 있다.When the heated air is supplied to the gasifier 100, the rice husk gasification can be more effective.

또한, 가스화기(100)에 공급되는 상기 공기에서 질소를 분리하는 질소분리부(미도시)가 구비된다. 분리된 질소는 왕겨 이송장치 등에서 불활성기체로 사용된다.Further, a nitrogen separator (not shown) for separating nitrogen from the air supplied to the gasifier 100 is provided. Separated nitrogen is used as an inert gas in rice hull conveying devices and the like.

상기 질소분리부는 한국공개특허공보 제2014-0143081호 등과 같이 다양한 질소분리장치가 종래에 공개되어 있으므로 이에 대한 도시 및 상세한 설명은 생략한다.The nitrogen separator is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2014-0143081, for example, and various nitrogen separators have been disclosed in the prior art, so that a detailed description thereof will be omitted.

상기 질소분리부는 상기 공기가 열교환된 후에 구비되거나 상기 공기가 열교환되기 전에 구비될 수 있다.The nitrogen separator may be provided after the air is heat-exchanged, or may be provided before the air is heat-exchanged.

이와 같이 상기 공기에서 질소를 분리하여 산소와 질소의 농도를 조절하여 가스화기(100)에 공급할 수 있다. 따라서, 왕겨의 가스화 효율을 향상시킬 수 있다.In this way, nitrogen can be separated from the air and the concentration of oxygen and nitrogen can be adjusted and supplied to the gasifier 100. Therefore, the gasification efficiency of the rice husk can be improved.

열교환된 상기 합성가스를 응축시키는 응축기(400)와, 상기 응축기(400)를 통과한 상기 합성가스를 필터링하는 스크러버(500)와, 상기 스크러버(500)를 통과한 상기 합성가스의 분진 및 미립자를 제거하는 전기집진기(600)가 구비된다.A condenser 400 for condensing the heat-exchanged syngas, a scrubber 500 for filtering the syngas passing through the condenser 400, dust and fine particles of the syngas passing through the scrubber 500, An electrostatic precipitator 600 is provided.

응축기(400)는 열교환기(300)와 이하 서술되는 스크러버(500) 사이에 배치된다.The condenser 400 is disposed between the heat exchanger 300 and the scrubber 500 described below.

응축기(400)는 물이 튜브 내를 순환하고, 상기 합성가스가 튜브 외부를 통과하도록 형성된다. 응축기(400)는 상기 합성가스의 온도를 낮추는 역할을 한다.The condenser 400 is formed so that water circulates in the tube and the synthesis gas passes through the outside of the tube. The condenser 400 serves to lower the temperature of the syngas.

이어서, 상기 합성가스는 물을 이용한 스크러버(500)를 통해 필터링된다.The syngas is then filtered through a scrubber 500 using water.

스크러버(500)는 유출입구(511)가 형성되는 관부(510)와, 관부(510)의 끝단을 덮는 관덮개부(520)와, 상기 합성가스에 액체를 분사하는 액체분사부(530)를 포함한다.The scrubber 500 includes a tube portion 510 in which an outlet 511 is formed, a tube cover 520 covering an end of the tube portion 510, and a liquid spraying portion 530 for spraying a liquid into the synthesis gas .

관부(510)는 양단이 개방된 관부재로 구비되며, 중간 부분이 상부로 절곡되어 "U"자 형상으로 형성된다.The tube portion 510 is provided with a tube member with both open ends, and the middle portion is bent upward to be formed into a "U" shape.

관부(510)의 좌측 상부 및 우측 상부에는 유출입구(511)가 각각 형성된다.An outflow inlet 511 is formed in the upper left portion and the upper right portion of the tube portion 510, respectively.

유출입구(511)는 관부(510)의 측벽에 형성된다.The outflow inlet 511 is formed in the side wall of the tube portion 510.

이러한 관부(510)는 양측에 배치되는 지지브라켓에 의해 지지된다.These tube portions 510 are supported by support brackets disposed on both sides.

관부(510)는 상하방향으로 수직하게 배치된다.The tube portion 510 is vertically arranged in the vertical direction.

관부(510)는 중간 부분의 하단에는 탱크가 연결된다. 따라서, 필터링된 이물질과 분사된 액체는 상기 탱크로 모이게 된다.The tube portion 510 is connected to a tank at the lower end of the intermediate portion. Thus, the filtered foreign matter and the injected liquid are collected in the tank.

관덮개부(520)는 두개가 구비되어 관부(510)의 양끝단을 각각 덮는다.Two tube cover units 520 are provided to cover both ends of the tube portion 510, respectively.

관덮개부(520)는 위로 볼록하게 형성되며, 하부가 개방되도록 형성된다. The tube lid 520 is formed to be convex upward and open at the bottom.

관덮개부(520)는 하단에 형성된 플랜지를 통해 관부(510)에 탈착가능하게 설치된다. 예를 들어, 관덮개부(520)의 플랜지는 관부(510)의 상단에 형성된 플랜지에 볼팅체결된다.The tube cover 520 is detachably attached to the tube portion 510 through a flange formed at the lower end. For example, the flange of the tube cover 520 is bolted to a flange formed on the upper end of the tube portion 510.

관덮개부(520)의 상부에는 액체분사부(530)에 연결된 관이 인출될 수 있는 인출구가 형성된다. 두개의 관덮개부(520)에는 액체분사부(530)가 각각 설치된다. 따라서, 액체분사부(530)는 관덮개부(520) 내부에 배치된다. An outlet port through which the tube connected to the liquid spraying part 530 can be drawn is formed on the upper part of the tube cover part 520. A liquid spraying unit 530 is installed in each of the two tube cover units 520. Accordingly, the liquid jetting unit 530 is disposed inside the tube cover 520. [

이와 같이 액체분사부(530)와 유출입구(511)는 분리되는 각각의 부재에 구비되어, 액체분사부(530)의 수리 또는 교환시 상기 유출입구(511)에 연결된 관들은 그대로 놔둔 채 상기 관덮개부(520)만 분리하면 되므로 유지보수 및 세척이 용이하다. The liquid ejection unit 530 and the outflow inlet 511 are provided in the separate members so that when the liquid ejection unit 530 is repaired or replaced, the pipes connected to the outflow inlet 511 are left as they are, Since only the lid 520 is detached, maintenance and cleaning are easy.

또한, 액체분사부(530)의 분사구(532)는 유출입구(511)보다 상부에 이격되게 배치된다. Further, the injection port 532 of the liquid spraying unit 530 is disposed above the outflow inlet 511 so as to be spaced apart therefrom.

이와 같이 본 실시예의 스크러버(500)는 액체를 상기 합성가스 상부에서 분사하여 상기 합성가스가 분진과 타르와 같은 이물질을 다량 포함하고 있더라도, 상기 액체분사부(530)에 이물질이 쌓이는 것을 최소화할 수 있다. 따라서 장치의 유지보수 및 세척이 용이하다.As described above, the scrubber 500 according to the present embodiment can minimize the accumulation of foreign matter on the liquid spraying unit 530 even when the syngas contains a large amount of foreign substances such as dust and tar by spraying liquid on the syngas. have. Therefore, it is easy to maintain and clean the apparatus.

액체분사부(530)는 격자 형상으로 이송관(531)이 형성된다. 상기 이송관(531)의 각 모서리 부분과 중심 부분에는 분사구(532)가 형성된다.The liquid spraying section 530 is formed with a transfer tube 531 in a lattice shape. A jetting port 532 is formed at each corner and a central portion of the transfer tube 531.

이와 같이 액체분사부(530)가 형성되어, 상기 합성가스와 액체의 접촉면적이 증대되어 필터링 효과가 더욱 높아진다.Thus, the liquid spraying section 530 is formed, and the contact area between the synthesis gas and the liquid is increased, thereby further enhancing the filtering effect.

또한, 상기 합성가스는 전기집진기(600)를 통해 분진이 필터링된다.Further, the syngas is filtered through the electrostatic precipitator 600.

전기집진기(600)를 통과한 상기 합성가스는 가스탱크(700)에 저장된다.The syngas that has passed through the electrostatic precipitator 600 is stored in the gas tank 700.

가스탱크(700)에 저장된 상기 합성가스는 칠러(800)를 통과한 후 저속형 엔진으로 구비되는 발전기(900)로 공급된다.The syngas stored in the gas tank 700 is supplied to a generator 900 provided as a low-speed engine after passing through a chiller 800.

이와 같이 발전기(900)는 상기 합성가스를 통해 발전한다.Thus, the generator 900 generates electricity through the syngas.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims .

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 가스화기 110 : 버너
200 : 사이클론 300 : 열교환기
400 : 응축기
500 : 스크러버 600 : 전기집진기
700 : 가스탱크 800 : 칠러
900 : 발전기DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
100: Gasifier 110: Burner
200: Cyclone 300: Heat exchanger
400: condenser
500: scrubber 600: electrostatic precipitator
700: gas tank 800: chiller
900: generator

Claims (2)

가스화기;
상기 가스화기를 통해 생성된 합성가스를 필터링하는 스크러버;
상기 합성가스를 통해 발전하는 발전기를 포함하며,
상기 스크러버의 액체분사부 중 적어도 하나의 분사구는 상기 합성가스가 유입되거나 유출되는 유출입구보다 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템.Gasifier;
A scrubber for filtering the syngas produced through the gasifier;
And a generator for generating electricity through the syngas,
Wherein the at least one injection port of the liquid injection portion of the scrubber is disposed above the outflow inlet through which the synthesis gas flows or flows out. 제 1항에 있어서,
상기 스크러버는 상기 유출입구가 형성되는 관부와, 상기 관부의 끝단을 덮는 관덮개부를 포함하며,
상기 관덮개부는 상기 관부에 탈착가능하게 설치되며,
상기 액체분사부는 상기 관덮개부에 설치되는 것을 특징으로 하는 스크러버 효율을 높인 왕겨 가스화 발전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the scrubber includes a tube portion in which the outflow inlet is formed and a tube lid portion that covers an end of the tube portion,
Wherein the tube lid part is detachably installed on the tube part,
Wherein the liquid jetting unit is installed in the tube lid unit.
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