WO2016052903A1 - 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템 - Google Patents

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WO2016052903A1
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sludge
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손성근
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손성근
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    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays

Definitions

  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and system for removing crude sludge accumulated in a crude oil tank for temporarily storing crude oil before refining using water, without risk of safety accidents, and environmental pollution due to the cleaning operation. It relates to a crude oil tank water cleaning method and system that can minimize the.
  • the oil pulled from the basement is temporarily stored in crude oil tanks before being loaded into tankers and before being put into refinery for refining. If the inflow and outflow of crude oil is repeated in the crude oil tank, sludge builds up on the bottom of the crude oil tank and is fixed. As the amount of sludge accumulated and solidified increases, the storage capacity of the crude oil tank is reduced, and at some point, a purification operation to remove the sludge from the crude oil tank is required.
  • Patent No. 10-1224010 Automatic Crude Storage Tank Cleaning Device
  • Patent No. 10-0475172 Sludge removal in the crude oil tank and Oil oil recovery method "and the like.
  • a high temperature heat medium oil is injected into a crude oil tank so that the solidified sludge is melted, and then a mixture of the heat medium oil and the molten sludge is pumped.
  • the crude oil tank is cleaned in such a way that the mixture on the bottom of the crude oil tank which cannot be discharged to the outside of the crude oil tank and cannot be pumped out is manually removed by the operator. Since the material is more easily melted into the material of the usual similar components of the material, in the prior art, the oil-based sludge is melted using the oil-based heat medium oil.
  • the heat medium oil initially injected at a high temperature has a relatively high melting rate of the sludge, but as time passes, the temperature of the heat medium oil is lowered, thereby lowering the melting rate. Since there is no other factor, the sludge melts a lot of time.
  • the sludge residue remaining on the bottom of the crude oil tank that can not be discharged by the pump is removed by the worker enters the crude oil tank by hand, a human accident may occur due to harmful components inside the crude oil tank.
  • the problem of environmental pollution occurs due to the sediment (mostly sludge) generated by the mixture of thermal oil and sludge discharged from the crude oil tank.
  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and a system capable of washing a crude oil tank using water.
  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and system for cleaning a crude oil tank using hot steam or high pressure water.
  • the present invention also relates to a crude oil tank water cleaning method and a system without a safety accident.
  • the present invention relates to a crude oil tank water cleaning method and system capable of minimizing environmental pollution and high recycling of waste oil or waste water.
  • Crude oil tank water cleaning method for achieving the above object is a washing water input step of injecting the washing water into the crude oil tank; A high pressure water discharging step of discharging high pressure high pressure water to a lower portion of the crude oil tank so that sludge is mixed with the washing water; And a mixed water discharge step of discharging the mixed water mixed with the washing water and the sludge to the outside.
  • the mixed water when the sludge concentration of the mixed water discharged falls below a predetermined value, the mixed water is discharged from a central upper portion of the crude oil tank to a lower portion while discharging the mixed water. It further comprises a rotation speed input step to be concentrated to the edge of the crude oil tank.
  • the crude oil tank water cleaning method according to the present invention further comprises a steam discharge step of melting the sludge by discharging the high temperature steam in the lower portion of the crude oil tank.
  • the crude oil tank water washing method according to the present invention further comprises the step of purifying the mixed water discharged to separate the waste water, waste water and solid incineration.
  • the wastewater separated and purified in the mixed water purification step may be reused in the washing operation of the crude oil tank.
  • crude oil tank water cleaning system is a feed water pump for feeding the washing water into the crude oil tank; A high pressure pump for discharging high pressure water of a high pressure to the bottom of the crude oil tank; And a drain pump for discharging the mixed water mixed with the washing water and the sludge from the crude oil tank.
  • the crude oil tank water cleaning system according to the present invention further comprises a rotary member for inputting the rotational speed from the center upper portion to the bottom of the crude oil tank so that the mixed water is concentrated to the edge of the crude oil tank.
  • the crude oil tank water cleaning system according to the present invention further includes a boiler for discharging hot steam to the lower portion of the crude oil tank.
  • the crude oil tank water cleaning system further comprises a refining apparatus for separating and purifying the mixed water discharged through the drain pump into waste oil, waste water and solid incinerator.
  • the crude oil tank water cleaning system according to the present invention further includes a regeneration pump for supplying the waste water purified from the mixed water to the water tank.
  • Crude tank water cleaning method and system according to the present invention configured as described above melts the sludge solidified by using high temperature and high pressure steam, the molten sludge is separated more quickly using high pressure water and mixed in the washing water to heat Cleaning of the crude oil tank is possible several times faster than the cleaning operation according to the prior art using catalyst oil.
  • the mixed water discharged from the crude oil tank by washing is separated and purified into waste oil, waste water and solid incinerator, and the waste oil and waste water are recycled, and only the minimum amount of solid incinerator is incinerated, so it is highly recyclable and environmental pollution.
  • the invention is very useful for industrial development.
  • FIG. 1 is a flow chart of a crude oil tank water cleaning method according to the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram of the entire crude oil tank water cleaning system according to the present invention.
  • 3 is a view for explaining the injection of inert gas into the crude oil tank.
  • FIG. 4 is a view for explaining the injection of the washing water into the crude oil tank.
  • 5 is a view for explaining the injection of steam and high-pressure water into the crude oil tank.
  • FIG. 6 is a view for explaining discharge of the mixed water to the collection tank.
  • FIG. 7 is a view for explaining the injection of the rotational speed into the crude oil tank.
  • the crude oil tank 10 is composed of a main body 11 having a huge cylindrical structure of several tens of meters in diameter, and a floating cover 16 floating on the crude oil in the interior of the main body 11 and descending along the level of the crude oil.
  • a locking portion 12 is formed so that the floating cover 16 is no longer lowered by hanging the floating cover 16 at a height of about 2m, 12)
  • the lower main body 11 has a manhole 13 to allow the operator to enter the main body 11 and a discharge pipe connected to the oil supply pipe for injecting or discharging crude oil into the main body 11 or to the outside; 14 is provided, and the floating cover 16 is also provided with a manhole 17 for allowing an operator to enter the body 11 and air vent holes 18 for discharging gas generated from crude oil to the outside.
  • crude oil tank 10 water cleaning method inert gas injection step (S10), cleaning operation preparation step (S20), washing water input step (S30), steam discharge step (S40), high pressure It comprises a water discharge step (S50), mixed water discharge step (S60), rotational speed input step (S70), mixed water purification step (S100), finishing operation step (S90).
  • the inert gas injection step (S10) to prevent the fire explosion accident by injecting inert gas into the crude oil tank 10 before mounting the equipment of the system according to the present invention for the cleaning operation to the crude oil tank (10).
  • the crude oil tank 10 contains highly flammable gas generated from crude oil, there is a possibility that an explosion accident may occur due to sparks that may occur during the preparation stage of the cleaning operation. Therefore, inert gas is injected into the crude oil tank 10 from a safety level. To prevent this.
  • the equipment constituting the system according to the present invention for cleaning operation is mounted on the crude oil tank (10).
  • the washing water is introduced into the crude oil tank (10). At this time, the washing water is input to about 2-4 times the amount of sludge in the crude oil tank (10).
  • the following descriptions are divided into washing water, high pressure water, mixed water, rotational speed, and the like, but these are all water based on functions or actions so as not to be confused in understanding the invention as water used for cleaning operations. will be.
  • the sludge 1 is easily melted by discharging the fixed sludge 1 by discharging hot steam to the bottom of the crude oil tank 10 to which the sludge is attached, that is, the surface of the sludge 1. Allow to mix and disintegrate in wash water. At this time, the higher the temperature and pressure of the steam.
  • the high pressure water of high pressure is discharged to the bottom of the crude oil tank 10, that is, the surface of the sludge 1, so that the sludge 1, which is melted with steam and decomposed, is decomposed and mixed in the washing water. do.
  • the high pressure water is 50 degrees or more so that the sludge 1 is easily melted and mixed.
  • the mixed water discharging step (S60) the sludge 1 mixed with the washing water by melting and decomposing by discharging steam and high pressure water is discharged to the outside. That is, the mixed water which is a mixture of washing water, steam, high pressure water, and melted sludge 1 is discharged to the outside. At this time, the high pressure water is continuously discharged while discharging the mixed water to the outside.
  • the high pressure water here may be water supplied for maintaining the water level as well as the high pressure water of the high pressure water discharge step.
  • the mixed water discharges the mixed water in the upper layer having a high density of the sludge 1.
  • the steam discharge step (S40), the high pressure water discharge step (S50) and the mixed water discharge step (S60) are repeated to separate all the sludge 1 from the bottom of the crude oil tank (10). To fall.
  • the rotation speed input step (S70) is the discharge of the high-pressure water supplied to maintain the water level in accordance with the discharge of the mixed water when the concentration of the sludge (1) in the mixed water is continuously discharged to the outside while the concentration of the sludge 1 below
  • the rotational speed is discharged to the edge while rotating in the bottom center of the crude oil tank 10 to concentrate the mixed water to the edge, so that the mixed water including the sludge 1 is discharged to the outside.
  • the mixed water purification step (S100) purifies the mixed water discharged through the mixed water discharge step (S60) and subsequent steps to separate the waste oil, waste water and solid incineration.
  • the separated and refined waste oil is recycled as oil, and the waste water is recycled to the crude oil tank 10 currently being cleaned or the crude oil tank 10 to be next cleaned, and the solid waste incinerator is removed after the oil and water are almost removed. do.
  • the sludge (1) concentration of the mixed water discharged while the rotation speed input step (S70) continues is less than the reference value to stop the discharge of the rotation speed and discharge all remaining mixed water after The operator enters the crude oil tank 10 to get rid of the debris that could not be removed and finishes the cleaning operation by removing the remaining mixed water that cannot be discharged.
  • Finishing operation step (S90) is a level that does not need to wear a mask because the crude oil tank 10 in the previous process is washed with water so that the crude oil components remain little.
  • the cleaning system includes a water tank 20, a water supply pump 30, a boiler 40, an air compressor 50, a high pressure pump 60, a drain pump 70, a rotary member 80, and a purification device. 90, the regeneration pump 100 and the like, which are connected to the crude oil tank 10 through the hose, pipe, and the like.
  • 3 is a view for explaining the injection of inert gas into the crude oil tank (10).
  • Gas injection means is provided to inject an inert gas into the crude oil tank 10 to discharge the flammable gas in the crude oil tank 10 to the outside.
  • nitrogen gas is injected to discharge the flammable gas to the outside, and an air hose and a blowing fan may be used, and the oxygen concentration of the crude oil tank 10 is 5% or less.
  • the gas injection means includes a reservoir 111 containing a liquid (or solid) inert material, and a hose providing a flow path through which the inert gas gasified through the boiler 40 is supplied to the crude oil tank 10. 113 and a compressor 115 or a blower fan for providing power to flow the inert gas through the flow path.
  • the hose 113 is injected into the oil tank 10 through the air vent hole 18 of the floating cover 16, so that the flammable gas in the oil tank 10 to the other air vent hole 18 Through the outside.
  • the water tank 20 stores water (used as washing water, high pressure water, rotational speed, steam, etc.) supplied to the crude oil tank 10.
  • FIG 4 is a view illustrating the injection of the washing water into the crude oil tank 10
  • Figure 5 is a view illustrating the injection of steam and high pressure water into the crude oil tank (10).
  • the water supply pump 30 injects water stored in the water tank 20 into the crude oil tank 10.
  • the water stored in the water tank 20 is used as washing water to be introduced into the crude oil tank 10.
  • the water tank 20, the water supply pump 30 and the crude oil tank 10 are connected by a hose providing a flow path.
  • the water in the water tank 20 may be introduced into the crude oil tank 10 through the boiler 40 to become the washing water of a high temperature (for example, 50 degrees or more).
  • the hose 31 which provides the flow path for the washing water is preferably made of a fire hose which is firm and flexible.
  • the fire hose can inject the washing water directly into the crude oil tank 10 through the opening in which the manhole 17 is opened in the floating cover 16, and is connected to a branch device mounted on the floating cover 16, thereby providing a steam pipe 121 ) May be introduced into the crude oil tank (10).
  • the boiler 40 heats the water flowing from the water tank 20 to make hot steam.
  • the water flowing from the water tank 20 may be heated to make hot washing water and hot high pressure water.
  • Steam produced in the boiler 40 may be directly introduced into the crude oil tank through the hose, it may be discharged at a higher pressure through the air compressor 50 may be introduced into the crude oil tank through the hose. Steam fired directly from the boiler or through the air compressor 50 enters the branch device 120 mounted on the floating cover 16 via a hose 51.
  • the branching device 120 distributes the incoming steam to the plurality of steam pipes 121.
  • the upper part of the steam pipe 121 is connected to the branch device 120, is inserted into the crude oil tank 10 through the air vent hole 18 of the floating cover 16, the lower end of the crude oil tank (10) ) Is discharged to the sludge (1).
  • the steam pipe 121 can be freely adjusted in length so that the crude oil tank 10 can be continuously adjusted. It is preferable to discharge the steam at a high temperature and high pressure to the bottom of the sludge 1 surface.
  • the free length adjustment of the steam pipe 121 may have a stepless structure, that is, a structure in which a plurality of pipes having different diameters may enter and withdraw from another pipe having an inner diameter corresponding to its outer diameter.
  • the steam pipe 121 having the stepless structure is installed in the vertical direction, and when the distance between the surface of the floating cover 16 and the sludge 1 becomes far, the pipe is naturally drawn out by its own weight, and the bottom thereof is disposed on the surface of the sludge 1.
  • the high pressure pump 60 discharges the water stored in the water tank 20 to the inner bottom of the crude oil tank 10 using high pressure high pressure water.
  • the high-pressure water is used to make the high temperature (eg 50 degrees or more) through the boiler 40 to use the water stored in the water tank 20 as it is, to decompose the sludge 1 and mix well in the wash water It is advantageous to make it possible.
  • the high pressure pump 60 supplies high pressure water to the branch device 120 using the hose 31, and the branch device 120 supplies the high pressure water to the bottom of the crude oil tank 10 through the steam pipe 121. To discharge.
  • the high pressure pump 60 may be separately prepared, but the water supply pump 30 may be used as the high pressure pump 60, and a hose providing a flow path of the high pressure water of the high pressure pump 60 may also be supplied to the water supply pump 30. It is also possible to use a hose 31 that provides a flow path for washing water.
  • FIG 6 is a view for explaining discharge of the mixed water to the collection tank 130
  • Figure 7 is a view for explaining the injection of the rotational speed to the crude oil tank (10).
  • the drainage pump 70 discharges the mixed water mixed with the sludge 1 by melting and dissolving the discharged washing water, steam and high pressure water from the crude oil tank 10 to the outside.
  • the drain pump 70 is a hose 71 for providing a flow path is connected to the outlet 14 provided in the lower side of the main body 11 of the crude oil tank 10, the sludge 1 is lighter than water Since the sludge 1 in the mixed water is large in the upper layer, it is preferable that the inlet of the hose for the drain pump 70 is disposed in the upper layer of the mixed water through the outlet 14.
  • the rotary member 80 is introduced into the main body 11 through the manhole of the floating cover 16 and is installed at the center upper part of the bottom of the main body 11, and rotates a large amount of rotational speed to the bottom with strong hydraulic pressure. Discharge.
  • the rotary member 80 stops the high pressure pump 60 to discharge the high pressure water after the sludge 1 attached to the bottom of the crude oil tank 10 is dropped and most of the sludge 1 is discharged into the mixed water. By stopping, the mixed water in the crude oil tank 10 is reduced so that the floating cover 16 is caught by the locking portion 12 of the main body 11 and starts driving in a state where the level of the mixed water is lowered below a predetermined level.
  • the rotary member 80 includes a rotating shaft arranged in a vertical direction and rotatable, a discharge port configured to be coupled to the rotating shaft in a horizontal downward direction and discharged therein, and a pump for supplying a high-pressure rotational speed.
  • the rotary shaft rotates by the hydraulic pressure of the number of revolutions discharged through the discharge port and discharges the number of revolutions toward the edge at the bottom center of the crude oil tank 10.
  • the pump supplies a large number of high-speed rotational speed to the branching device 120, the branching device 120 discharges the rotational speed through the hose to the discharge port.
  • the mixed water having the sludge 1 at the discharge of the rotating water gathers at the edge of the bottom of the crude oil tank 10 and is discharged through the drain pump 70 so that the sludge 1 is mixed with the mixed water (mostly the rotating water) in the crude oil tank 10. If little remains, the cleaning operation of the crude oil tank 10 is stopped by discharging the rotational speed and discharging the mixed water remaining in the crude oil tank 10 to the outside. Thereafter, the manhole mounted on the main body 11 of the crude oil tank 10 is opened, and a worker enters the interior to finish the washing operation, thereby completing a series of water washing operations of the crude oil tank 10.
  • the refining apparatus 90 purifies the mixed water discharged through the drain pump 70 and separates it into waste oil, waste water and solid incinerator.
  • the mixed water discharged through the drainage pump 70 is temporarily stored in the collection tank 130, and the purification apparatus 90 receives the mixture stored in the collection tank 130 and separates and refines the components.
  • the purification device 90 purifies the sludge 1 using centrifugal force. That is, the mixed water introduced by rotating at high speed is separated and discharged into wastewater, waste oil and solid incinerator using the density difference.
  • the separated waste oil is recycled and used as energy, and the separated waste water is supplied to the water tank 20 through the regeneration pump 100 to clean the corresponding crude oil tank 10 or to clean other crude oil tank 10. Reuse and separate incinerated waste for incineration.

Abstract

본 발명은 정제하기 전의 원유를 임시로 저장하는 원유탱크에 쌓여 고착화된 슬러지를 물을 이용하여 제거하는 원유탱크 물 세정방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 원유탱크에 세척수를 투입하는 세척수 투입단계; 슬러지가 상기 세척수에 혼합되도록 상기 원유탱크의 하부에 고압의 고압수를 토출하는 고압수 토출단계; 상기 세척수 및 상기 슬러지가 혼합된 혼합수를 외부로 배출시키는 혼합수 배출단계;를 포함한다.

Description

원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템
본 발명은 정제하기 전의 원유를 임시로 저장하는 원유탱크에 쌓여 고착화된 슬러지를 물을 이용하여 제거하는 원유탱크 물 세정방법 및 그 시스템에 관한 것으로서, 안전사고 위험이 없고, 세정 작업으로 인한 환경 오염을 최소화 할 수 있는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
지하에서 끌어올린 원유는 유조선에 실리기 전과 정제를 위해 정제시설로 투입되기 전에 원유탱크에 임시로 저장된다. 원유탱크에 원유의 유입과 유출이 반복되면 원유탱크의 바닥에는 슬러지가 쌓이면서 고착화된다. 고착화되어 쌓이는 스러지의 양이 증가하면 원유탱크의 저장 용량이 줄어들게 되어 어느 시점에서는 원유탱크에서 스러지를 제거하는 정제 작업을 해야 한다.
원유탱크에 고착화되어 쌓인 슬러지를 제거하는 원유탱크 세정 장치에 관한 종래기술로는 등록특허 제10-1224010호 "원유저장탱크 자동 세척장치", 등록특허 제10-0475172호 "원유탱크 내의 슬러지 제거 및 오일유분의 회수방법" 등이 개시되었다. 상기 등록특허 제10-1224010호와 제10-0475172호를 포함하는 종래기술에서는 원유탱크 내에 고온의 열매체유를 투입하여 고착화된 슬러지가 용융되도록 한 후에 열매체유와 용융된 슬러지의 혼합물을 펌프를 이용해 원유탱크 외부로 배출시키고, 펌프로 배출시킬 수 없는 원유탱크 바닥에 깔린 혼합물은 작업자가 수작업으로 제거하는 방식으로 원유탱크를 세정한다. 물질의 보통 유사한 성분의 물질에 보다 쉽게 용융되는 성질이 있어서, 종래기술에서는 오일성분의 슬러지를 오일성분의 열매체유를 이용하여 용융시킨다.
이러한 종래기술은 초기에 투입된 열매체유는 고온이어서 슬러지의 용융 속도가 비교적 빠르나 시간이 지나면서 열매체유의 온도가 낮아져 용융 속도가 느려지고, 자연 용융은 별론으로 하고 열매체유를 휘젖는 것 이외에는 용융 속도를 높이는 다른 요인이 없어 슬러지의 용융에 많은 시간이 소요된다. 또한, 종래기술에서는 펌프로 배출시킬 수 없는 원유탱크의 바닥에 남은 슬러지 찌거기는 작업자가 원유탱크 내부로 들어가 수작업으로 제거를 하는데, 원유탱크 내부의 유해 성분으로 인해 인명사고가 발생할 수 있다. 또한, 종래기술에서는 원유탱크에서 배출된 열매체유와 슬러지의 혼합물로 인해 발생한 침전물(대부분 슬러지)로 인해 환경 오염의 문제가 발생한다.
본 발명은 물을 이용하여 원유탱크를 세정할 수 있는 원유 탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 고온의 스팀 또는 고압수를 이용하여 원유탱크를 세정할 수 있는 원유 탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 안전사고 위험이 없는 원유 탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 폐유 또는 폐수의 재활용성이 높고 환경 오염을 최소화할 수 있는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법은 원유탱크에 세척수를 투입하는 세척수 투입단계; 슬러지가 상기 세척수에 혼합되도록 상기 원유탱크의 하부에 고압의 고압수를 토출하는 고압수 토출단계; 상기 세척수 및 상기 슬러지가 혼합된 혼합수를 외부로 배출시키는 혼합수 배출단계;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법은 배출되는 상기 혼합수의 슬러지 농도가 소정 이하로 떨어지면, 상기 혼합수를 배출시키면서 상기 원유탱크 내부의 중앙 상부에서 하부로 회전수를 투입하여 상기 혼합수가 상기 원유탱크의 가장자리로 집중되도록 하는 회전수 투입단계;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법은 원유탱크의 하부에 고온의 스팀을 토출하여 슬러지를 용융시키는 스팀 토출단계;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법은 배출되는 상기 혼합수를 정제하여 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리하는 혼합수 정제단계;를 더 포함한다.
여기서, 혼합수 정제단계에서 분리 정제된 폐수는 상기 원유탱크의 세정 작업에 재사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템은 원유탱크로 세척수를 투입하는 급수펌프; 고압의 고압수를 상기 원유탱크의 하부로 토출시키는 고압펌프; 상기 세척수 및 상기 슬러지가 혼합된 혼합수를 상기 원유탱크에서 배출시키는 배수펌프;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템은 원유탱크 내부의 중앙 상부에서 하부로 회전수를 투입하여 상기 혼합수가 상기 원유탱크의 가장자리로 집중되도록 하는 로터리부재;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템은 고온의 스팀을 상기 원유탱크의 하부로 토출되도록 하는 보일러;를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템은 배수펌프를 통해 배출되는 상기 혼합수를 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리 정제하는 정제장치를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템은 혼합수에서 분리 정제된 폐수를 물탱크로 공급하는 재생펌프;를 더 포함한다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템은 고온 고압의 스팀을 이용해 고착화된 슬러지를 보다 빠르게 용융시키고, 용융된 슬러지는 고압수를 이용해 보다 신속하게 분리되어 세척수에 혼합되어 열촉매유를 이용하는 종래기술에 따른 세정 작업 보다 수배 빠른 속도로 원유탱크의 세정이 가능한다.
또한, 세척수, 스팀, 고압수 등의 물만을 이용해 세정 작업을 하면서 원유탱크 내의 원유성분(슬러지와 가스 등) 대부분이 외부로 배출되어 작업자가 마무리 작업을 위해 원유탱크 들어가는 경우에 마스크 없이도 작업이 가능하다.
또한, 세정작업으로 원유탱크에서 배출된 혼합수는 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리정제되어 폐유와 폐수는 재활용되고 최소 양의 고상 소각물만 소각 처리되어 에너지원의 재활용성이 우수하고 환경오염을 줄여주는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템으로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.
도 1 은 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법의 절차도.
도 2 는 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템 전체의 개략적인 구성도.
도 3 은 불활성 기체를 원유탱크로 주입하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 4 는 세척수를 원유탱크로 주입하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 5 는 스팀 및 고압수를 원유탱크로 주입하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 6 은 혼합수를 수집탱크로 배출하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 7 은 회전수를 원유탱크로 주입하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 8 은 배출되어 수집된 혼합수를 정제하는 것을 설명하기 위한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 방법에 대하여 간략히 설명하고, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템에 대하여 구체적으로 설명하면서 구체적인 세정 방법에 대하여도 함께 설명한다.
먼저, 원유탱크(10)는 직경이 수십미터에 이르는 거대한 원통형 구조의 본체(11)와, 본체(11)의 내부에서 원유 위에 떠서 원유의 수위를 따라 승하강하는 플로팅 덮개(16)로 이루어진다. 그리고 본체(11)의 내부에는 플로팅 덮개(16)의 하강범위를 제한하기 위해서 약 2m의 높이에 플로팅 덮개(16)가 걸려 더 이상 내려가지 않도록 하는 걸림부(12)가 형성되고, 걸림부(12) 아래의 본체(11)에는 작업자가 본체(11) 내부로 들어갈 수 있도록 하는 맨홀(13)과, 원유를 본체(11) 내부로 주입하거나 외부로 배출할 수 있도록 하는 송유파이프가 연결되는 배출구(14)가 구비되고, 플로팅 덮개(16)에도 작업자가 본체(11) 내부로 들어갈 수 있도록 하는 맨홀(17)과 원유에서 발생되는 가스를 외부로 배출시키는 에어벤트홀(18)들이 형성된다.
도 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 원유탱크(10) 물 세정 방법은 불활성 가스 주입단계(S10), 세정작업 준비단계(S20), 세척수 투입단계(S30), 스팀 토출단계(S40), 고압수 토출단계(S50), 혼합수 배출단계(S60), 회전수 투입단계(S70), 혼합수 정제단계(S100), 마무리 작업단계(S90)를 포함하여 이루어진다.
상기 불활성 가스 주입단계(S10)는 세정 작업을 위해 본 발명에 따른 시스템의 장비들을 원유탱크(10)에 장착하기 전에 원유탱크(10) 내부로 불활성 기체를 주입하여 화재폭발 사고를 예방한다.
원유탱크(10) 내에는 원유에서 발생된 인화성 높은 가스가 들어 있어 세정작업 준비단계에서 발생될 수 있는 불꽃에 의해 폭발사고가 발생될 소지가 있어 안전 차원에서 원유탱크(10)로 불활성 가스를 주입하여 이를 예방한다.
상기 세정작업 준비단계(S20)에서는 세정 작업을 위해 본 발명에 따른 시스템을 구성하는 장비들을 원유탱크(10)에 장착한다.
상기 세척수 투입단계(S30)에서는 원유탱크(10) 내부로 세척수를 투입한다. 이때 세척수는 원유탱크(10) 내의 슬러지 양의 2-4배 정도를 투입한다. 참고로, 이하에서 세척수, 고압수, 혼합수, 회전수 등으로 구분하여 표현하지만, 이들은 모두 세정 작업에 사용되는 물(water)로서 발명을 이해함에 있어 혼동되지 않도록 기능이나 작용에 근거하여 구분한 것이다.
상기 스팀 토출단계(S40)에서는 슬러지가 붙어 있는 원유탱크(10)의 바닥으로, 즉, 슬러지(1) 표면으로 고온의 스팀을 토출하여 고착화된 슬러지(1)를 용융시켜 슬러지(1)가 쉽게 세척수에 혼합되고 분해되도록 한다. 이때, 스팀의 온도와 압력은 높을수록 좋다.
상기 고압수 토출단계(S50)에서는 원유탱크(10)의 바닥, 즉, 슬러지(1) 표면으로 고압의 고압수를 토출하여 스팀으로 용융되어 분해성이 높아진 슬러지(1)가 분해되어 세척수에 혼합되도록 한다.
이때, 고압수는 50도 이상이 되도록 하여 슬러지(1)가 쉽게 용융 분해되어 혼합되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 혼합수 배출단계(S60)에서는 스팀과 고압수의 토출로 용융 분해되어 세척수에 혼합된 슬러지(1)를 외부로 배출시킨다. 즉, 세척수, 스팀, 고압수 및 용융분해된 슬러지(1)의 혼합물인 혼합수를 외부로 배출시킨다. 이때, 혼합수를 외부로 배출하는 동안에도 고압수를 계속하여 토출한다. 참고로, 여기서의 고압수는 상기 고압수 토출단계의 고압수뿐만 아니라 수위 유지를 위해 공급하는 물이 될 수도 있다. 또한, 혼합수는 슬러지(1)의 밀도가 높은 상부층에 있는 혼합수를 배출하는 것이 바람직하다.
원유탱크(10) 바닥에 누적되어 쌓인 슬러지(1)의 양(높이)이 많은 경우에는 한 번의 스팀 토출과 고압수 토출로 슬러지(1)가 모두 제거되기 어렵다. 이때는 혼합수의 배출을 중단한 후에, 상기 스팀 토출단계(S40), 고압수 토출단계(S50) 및 혼합수 배출단계(S60)를 반복하여 슬러지(1)가 원유탱크(10) 바닥에서 모두 분리되어 떨어지도록 한다.
상기 회전수 투입단계(S70)는 혼합수가 지속적으로 외부로 배출되면서 혼합수에서 슬러지(1)의 농도가 일정치 이하로 떨어지면 혼합수의 배출에 맞춰 수위를 유지하기 위해 공급하던 고압수의 토출을 중단하고, 원유탱크(10) 내부 중앙에서 바닥으로 회전수를 투입하여, 혼합수가 원유탱크(10)의 바닥 가장자리로 집중되어 모이도록 한다. 즉, 회전수는 원유탱크(10) 바닥 중앙에서 회전하면서 가장자리로 토출되어 혼합수를 가장자리로 밀어 집중시켜서, 슬러지(1)를 포함하는 혼합수가 외부로 배출되도록 한다.
다시 말해, 이물질이 없는 깨끗한 회전수가 원유탱크(10)의 중앙에서 가장자리로 공급되어 슬러지(1)를 가장자리로 몰고, 슬러지(1)가 있는 가장자리의 혼합수는 외부로 계속해서 배출되어 결국에는 슬러지(1)가 모두 원유탱크(10) 외부로 배출된다.
상기 혼합수 정제단계(S100)는 상기 혼합수 배출단계(S60)와 그 이후 단계를 통해 배출되는 혼합수를 정제하여 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리한다. 분리 정제된 폐유는 오일로 재활용하고, 폐수는 현재 세정 작업 중인 원유탱크(10) 또는 다음 세정 작업하는 원유탱크(10)에 재활용하고, 오일성분과 물성분이 거의 제거되고 남은 고상 소각물을 소각 처리한다.
상기 마무리 작업단계(S90)는 상기 회전수 투입단계(S70)가 지속되면서 배출되는 혼합수의 슬러지(1) 농도가 기준치 이하가 되어 회전수의 토출을 중단하고 남아 있는 혼합수를 모두 배출 한 후(S80)에 작업자가 원유탱크(10) 내부로 들어가 미쳐 제거되지 못한 찌꺼기를 치우고 배출되지 못하고 남아 있는 혼합수를 제거하여 세정 작업을 마무리한다.
마무리 작업단계(S90)는 그 이전 과정에서 원유탱크(10) 내부가 물에 의해 세정되어 원유성분이 거의 남아 있지 아니하여 마스크를 착용하지 않아도 되는 수준이다.
이하에서는 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 원유탱크 물 세정 시스템에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 이하에서 세정 시스템을 설명하면서 세정 방법에 관한 것도 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 세정 시스템은 물탱크(20), 급수펌프(30), 보일러(40), 에어컴프레셔(50), 고압펌프(60), 배수펌프(70), 로터리부재(80), 정제장치(90), 재생펌프(100) 등을 포함하여 이루어지고, 이들은 호스, 파이프 등을 통해 원유탱크(10)와 연결된다.
이하에서는 되도록 세정 순서에 따라 세정 시스템의 장비들(구성요소)를 설명한다.
도 3은 불활성 기체를 원유탱크(10)에 주입하는 것을 설명하는 도면이다.
원유탱크(10) 내부로 불활성 가스를 주입하여 원유탱크(10) 내부의 인화성 가스를 외부로 배출시킬 수 있도록 가스주입수단이 구비된다. 이때, 인화성 가스를 외부로 배출시키기 위해 nitrogen gas를 주입하고, 에어 호스(air hose)와 송풍팬을 이용할 수 있으며, 원유탱크(10)의 내부의 산소 농도를 5% 이하가 되게한다.
상기 가스주입수단은 액상(또는 고상)의 불활성 물질이 담기는 저장통(111)과, 불활성 물질이 보일러(40)를 거쳐 기체화된 불활성 가스가 원유탱크(10)로 공급되는 유로를 제공하는 호스(113)와, 불활성 가스가 유로를 흐를 수 있는 동력을 제공하는 컴프레셔(115)나 송풍팬을 포함하여 이루어진다.
상기 호스(113)는 원유탱크(10) 플로팅 덮개(16)의 에어벤트홀(18)를 통해 내부로 주입되고, 그에 따라 원유탱크(10) 내부의 인화성 가스는 다른 에어벤트홀(18)를 통해 외부로 배출된다.
불활성 가스의 주입으로 원유탱크(10)의 안정성이 담보되면 원유탱크(10)의 본체(11)와 플로팅 덮개(16)에 스팀파이프, 호스, 분기장치, 밸브, 로터리부재(80) 등을 장착하여 본격적으로 원유탱크(10)를 세정할 준비를 한다.
상기 물탱크(20)에는 상기 원유탱크(10)로 공급되는 물(세척수, 고압수, 회전수, 스팀 등으로 사용됨)이 저장된다.
도 4는 세척수를 원유탱크(10)에 주입하는 것을 설명하는 도면이며, 도 5는 스팀 및 고압수를 원유탱크(10)에 주입하는 것을 설명하는 도면이다.
상기 급수펌프(30)는 상기 물탱크(20)에 저장된 물을 원유탱크(10)에 투입한다. 즉, 물탱크(20)에 저장되어 있는 물을 세척수로 사용하여 원유탱크(10)에 투입한다. 상기 물탱크(20)와 급수펌프(30)와 원유탱크(10)는 유로를 제공하는 호스로 연결된다. 이때 상기 물탱크(20)의 물은 보일러(40)를 거쳐서 고온(예; 50도 이상)의 세척수가 되어 원유탱크(10)로 투입될 수 있다.
세척수의 유로를 제공하는 호스(31)는 견고하면서 휘어질 수 있는 소방호스를 사용하는 것이 바람직하다. 소방호스는 플로팅 덮개(16)에서 맨홀(17)을 연 입구를 관통하여 세척수를 직접 원유탱크(10)로 투입할 수 있고, 플로팅 덮개(16) 위에 장착된 분기장치에 연결되어서 스팀파이프(121)를 통해 세척수를 원유탱크(10)로 투입할 수도 있다.
상기 보일러(40)는 상기 물탱크(20)에서 유입되는 물을 가열하여 고온의 스팀으로 만든다. 스팀 외에서 물탱크(20)에서 유입되는 물을 가열하여 고온의 세척수와 고온의 고압수를 만들 수도 있다.
상기 보일러(40)에서 만들어진 스팀은 호스를 통해 직접 원유탱크로 투입될 수도 있고, 에어컴프레셔(50)를 거쳐 보다 고압으로 토출되어 호스를 통해 원유탱크로 투입될 수도 있다. 보일러에서 직접 또는 에어컴프레셔(50)를 통해 발사되는 스팀은 호스(51)를 통해 플로팅 덮개(16) 위에 장착된 분기장치(120)로 들어간다.
상기 분기장치(120)는 유입되는 스팀을 다수의 스팀파이프(121)로 분배한다. 상기 스팀파이프(121)는 상부가 상기 분기장치(120)로 연결되고, 상기 플로팅 덮개(16)의 에어벤트홀(18)을 통해 원유탱크(10) 내부로 삽입되고, 하단이 원유탱크(10)의 하부에 배치되어 슬러지(1)로 스팀을 토출한다.
상기 플로팅 덮개(16)의 위치는 고정된 것이 아니고, 슬러지(1)도 용융되면서 그 두께가 점차 낮아지므로, 상기 스팀파이프(121)는 길이가 자유롭게 조절될 수 있도록 하여 계속해서 원유탱크(10)의 하부 즉, 슬러지(1) 표면으로 고온고압의 스팀을 토출하도록 하는 것이 바람직하다.
스팀파이프(121)의 자유로운 길이조절은 스텝리스 구조, 즉, 직경을 달리하는 여러 개의 파이프가 각각 자신의 외경에 상응하는 내경을 갖는 다른 파이프로 들어가 인출입될 수 있는 구조가 있을 수 있다.
스텝리스 구조를 갖는 스팀파이프(121)는 수직방향으로 설치되어 플로팅 덮개(16)와 슬러지(1) 표면의 거리가 멀어지면 자중에 의해 파이프가 자연스럽게 인출되어 하단이 슬러지(1) 표면에 배치되고, 플로팅 덮개(16)와 슬러지(1) 표면의 거리가 멀어지면 가압력에 의해 파이프가 인입되어 하단이 슬러지(1) 표면에 배치되도록 하는 것이 바람직할 것이다.
상기 고압펌프(60)는 상기 물탱크(20)에 저장되어 있는 물을 고압의 고압수로 하여 상기 원유탱크(10) 내부 바닥으로 토출시킨다. 이때, 상기 고압수는 물탱크(20)에 저장된 물을 그대로 사용하기 보다는 상기 보일러(40)를 거쳐 고온(예; 50도 이상)으로 만들어 사용하는 것이 슬러지(1)를 분해시키고 세척수에 잘 혼합되도록 하는데 유리하다.
상기 고압펌프(60)는 고압수를 호스(31)를 이용해 상기 분기장치(120)로 공급하고, 분기장치(120)는 고압수를 상기 스팀파이프(121)를 통해 원유탱크(10)의 바닥으로 토출시킨다.
상기 고압펌프(60)는 별도로 준비할 수도 있지만 상기 급수펌프(30)를 고압펌프(60)로 사용할 수도 있고, 상기 고압펌프(60)의 고압수의 유로를 제공하는 호스도 상기 급수펌프(30)의 세척수의 유로를 제공하는 호스(31)를 사용할 수도 있다.
도 6은 혼합수를 수집탱크(130)로 배출하는 것을 설명하는 도면이며, 도 7은 회전수를 원유탱크(10)에 주입하는 것을 설명하는 도면이다.
상기 배수펌프(70)는 세척수, 스팀 및 고압수의 토출로 슬러지(1)가 융용 분해되어 혼합된 혼합수를 원유탱크(10)에서 외부로 배출시킨다.
상기 배수펌프(70)는 유로를 제공하는 호스(71)는 상기 원유탱크(10)의 본체(11) 하부측에 구비되는 배출구(14)에 연결되는데, 슬러지(1)는 물 보다 비중이 가벼워 혼합수에서 슬러지(1)는 상부층에 많기에 배수펌프(70)용 호스의 입구는 배출구(14)를 관통하여 혼합수의 상부층에 배치되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 로터리부재(80)는 상기 플로팅 덮개(16)의 맨홀을 통해 본체(11) 내부로 투입되어 본체(11) 바닥의 중앙 상부에 설치되고, 회전하면서 바닥으로 많은 양의 회전수를 강한 수압으로 토출한다.
상기 로터리부재(80)는 원유탱크(10) 바닥에 붙어 있던 슬러지(1)가 모두 떨어지고 슬러지(1)의 대부분이 혼합수로 배출된 후에 상기 고압펌프(60)를 정지하여 고압수의 토출을 중단하여 원유탱크(10) 내의 혼합수가 줄어들어 플로팅 덮개(16)가 본체(11)의 걸림부(12)에 걸리고 혼합수의 수위가 일정 수준 이하로 낮아진 상태에서 구동을 시작한다.
상기 로터리부재(80)는 수직방향으로 배열되고 회전 가능한 회전축과, 상기 회전축에 수평하향방향으로 배치되어 결합되고 회전수를 토출하는 토출구와, 대량 고압의 회전수를 공급하는 펌프를 포함하여 이루어진다.
상기 회전축은 상기 토출구를 통해 토출되는 회전수의 수압에 의해 회전을 하면서 회전수을 원유탱크(10)의 바닥 중앙지점에서 가장자리를 향하도록 배출한다. 상기 펌프는 대량 고압의 회전수를 분기장치(120)로 공급하고, 분기장치(120)는 호스를 통해 회전수를 상기 토출구로 배출한다.
회전수의 토출로 슬러지(1)를 갖는 혼합수가 원유탱크(10) 바닥의 가장자리로 모여 배수펌프(70)를 통해 배출되어 원유탱크(10) 내의 혼합수(대부분이 회전수임)에 슬러지(1)가 거의 남아있지 아니하면, 회전수의 토출을 중단하고, 원유탱크(10)에 남아 있는 혼합수를 배수펌프(70)가 외부로 배출시킴으로써 원유탱크(10)의 세정 작업은 일단락된다. 이후에는 원유탱크(10)의 본체(11)에 장착되어 있는 맨홀을 열고 작업자가 내부로 들어가 세정 작업을 마무리함으로써 일련의 원유탱크(10) 물 세정작업이 완료된다.
도 8은 배출되어 수집된 혼합수를 정제하는 것을 설명하는 도면이다.
상기 정제장치(90)는 상기 배수펌프(70)를 통해 배출되는 혼합수를 정제하여 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리한다. 상기 배수펌프(70)를 통해 배출되는 혼합수는 수집탱크(130)에 임시로 저장되고, 상기 정제장치(90)는 상기 수집탱크(130)에 저장된 혼합물을 공급받아서 성분별로 분리 정제한다.
상기 정제장치(90)는 원심력을 이용하여 슬러지(1)를 정제한다. 즉, 고속으로 회전하여 유입된 혼합수를 밀도차를 이용해 폐수와 폐유 그리고 고상 소각물로 분리하여 배출한다.
분리된 폐유는 에너지로 재활용하여 사용하고, 분리된 폐수는 재생펌프(100)를 통해 물탱크(20)로 공급되어 해당 원유탱크(10)의 세정작업 또는 다른 원유탱크(10)의 세정작업을 위해 재사용하고, 분리된 고각 폐기물은 소각 처리한다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 원유탱크 물 세정 방법 및 그 시스템에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 원유탱크에 세척수를 투입하는 세척수 투입단계;
    슬러지가 상기 세척수에 혼합되도록 상기 원유탱크의 하부에 고압의 고압수를 토출하는 고압수 토출단계;
    상기 세척수 및 상기 슬러지가 혼합된 혼합수를 외부로 배출시키는 혼합수 배출단계;를 포함하여 이루어지는 원유탱크 물 세정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼합수의 슬러지 농도가 소정 이하로 떨어지면, 상기 혼합수가 상기 원유탱크의 가장자리로 집중되도록 상기 원유탱크의 중앙 상부에서하부로 회전수를 투입하는 회전수 투입단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원유탱크의 하부에 고온의 스팀을 토출하여 슬러지를 용융시키는 스팀 토출단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합수를 정제하여 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리하는 혼합수 정제단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합수에서 분리 정제된 폐수는 상기 원유탱크의 세정 작업에 재사용되는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 방법.
  6. 원유탱크로 세척수를 투입하는 급수펌프;
    슬러지가 상기 세척수에 혼합되도록 고압의 고압수를 상기 원유탱크의 하부로 토출시키는 고압펌프;
    상기 세척수 및 상기 슬러지가 혼합된 혼합수를 상기 원유탱크에서 배출시키는 배수펌프;를 포함하여 이루어지는 원유탱크 물 세정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원유탱크 중앙 상부에서 하부로 회전수를 투입하여 상기 혼합수가 상기 원유탱크의 가장자리로 집중되도록 하는 로터리부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    고온의 스팀을 상기 원유탱크의 하부로 토출되도록 하는 보일러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 시스템.
  9. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배수펌프를 통해 배출되는 상기 혼합수를 폐유, 폐수 및 고상 소각물로 분리 정제하는 정제장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원유탱크 물 세정 시스템.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 혼합수에서 분리 정제된 폐수를 물탱크로 공급하는 재생펌프;를 더 포함하는 것을 특징으FR로 하는 원유탱크 물 세정 시스템.
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