CA1144486A - Separateur d'un melange de deux liquides - Google Patents
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
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Abstract
Séparateur de deux liquides non miscibles comprenant en superposition dans une cuve de révolution une chambre d'injection du mélange disposée entre une chambre de coalescence et une chambre de collecte de la phase dispersée. Le séparateur est caractérisé en ce que la chambre d'injection communique avec la chambre de coalescence à travers un passage annulaire forme entre la paroi de la cuve et la périphérie d'un déflecteur séparant lesdites chambres et surmonté de cheminées reliant la chambre de coalescence à la chambre de collecte, et en ce que la chambre d'injection est munie d'un injecteur statique central à aubes communiquant au mélange un mouvement de rotation centrifuge.
Description
L'invention est ~elativ~e à un separateur d'un melange de deux liquides non miscibles et de densites diffe-rentes, l'un de ceux-ci etant en phase dispersee dans l'au-tre. Un tel appareil est notamment utilise de maniere courante à bord des navires pour le traitement des eaux de cale ou des petroliers pour le traitement des eaux de ballast ou encore pour le traitement des eaux de plateformes.
La séparation des deux phases constitutives s'opère dans un appareil comprenant de part et d'autre d'une chambre d'injection une chambre de coalescence, dans laquelle s'ef-fectue la separation de la phase dispersee d'avec,la phase principale, et une chambre de 4~86 collecte de la pha~e di3persée, généralement la pluq légère, et disposée au-dessu~ de la chambre d'injection. Dan~ certains appareils où la séparation q'opère danq une cuve de révolution, le tranctfert de la phase dis~ersée, une fois séparée, s'opère ensuite au travers de cheminées faisant comm~niquer la chambre de coalescence avec la chambre de collecte.
MalQ la conception de ce~ appareil~ eqt telle que pour parvenir dans la chambre de coaleqcence, le flux de mélange in~acté croise avec une viteq~e élevée la totalité de celui de la phase di3perqée et Qéparée dans la chambre de coalescence au cour~ de sa migration vers la chambre de collecte à travers les cheminées. Il en résulte une nouvelle diQpersion partielle, ce qui réduit l'efficacité de la chambre de coale~cence. De plu~ le dispositif d'in~eotion qui est latéral et ponctuel impose au mélange une diffusion centripète peu homogène qui n'est guère favorable à une séparation préliminaire par effet cyclone. En outre l'inclinaison des plaques de coalescence ne conduit pas tou~ours à leur bon fonctionnement, ~urtout en présence ; de liquide dispersé de visco~ité élevée.
L'invantion a pour but un appareil pour la séparation d t un mélange de deux liquide~ dont la conception obvie aux inconvénients précités, tout en offrant une bonne simplicité de réali~ation, avec un encombrement réduit.
L'invention a pour ob~et un séparateur d'un mélange de deux liquides non miscibles et de densités différentes, l'un de ceux-ci étant en phase dispersee dans l'autre, comprenant en quperposition dans une cuve de révolution une chambre d'injection du mélange dispo~ée entre une chambre de coale~cence et une chambre de collecte de la phase dispersée, caractéri~é en ce que la chambre d'injection communique i..
' , 4~86 avec la chambre de coalescence à travers un passage annu-laire formé entre la paroi de la cuve et la périphérie d'un déflecteur séparant lesdites chambres et surmonté de che-minées reliant la chambre de coalescence à la chambre de collecte, et en ce que la chambre d'injection est munie d'un injecteur statique central à aubes communiquant au mélange un mouvement de rotation centrifuge.
Selon certaines caractéristiques, la chambre de coalescence peut être disposée concentriquement autour d'un collecteur tubulaire de la phase continue, la chambre de coalescence comportant une batterie de plaques de coales-cence tronconiques s'appuyant sur ledit collecteur en pré-sentant une inclinaison d'environ 35 sur la verticale en direction de la chambre d'injection, l'intervalle compris entre deux plaques communiquant avec ledit collecteur à
travers des orifices à perte de charge, lesdites plaques de coaLescence étant pleines.
Les cheminées peuvent être disposées à l'aplomb de la périphérie des plaques de coalescence. Le déflecteur peut etre constitué par une plaque tronconique disposée parallèlement aux plaques de coalescence et comporte sur sa périphérie au-delà des cheminées une bordure à inclinaison inverse. L'injecteur peut etre disposé dans la partie coni-que du déflecteur. Le collecteur peut comporter dans.sa partie centrale une canalisation d'alimentation de l'injec-teur statique. La chambre de collecte de la phase dispersée peut etre cylindrique et disposée dans le prolongement de la chambre d'injection et le volume de la chambre de coalescence peut être du même ordre de grandeur que le volume total des chambres d'injection et de collecte.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné
à titre d'exemple et illustré dans le dessin.
Dans la figure unique, on a désigné par 4~36 4.
la cuve cylindrique d'un séparateur selon l'invention reposant au 901 par l'intermédiaire de pieds 10. La cuve 1 comporte dans sa partie centrale une chambre d'in~ection 2 di~posée entre une chambre de coales-cence 3 occupant la partie inférieure et une chambre de collecte 4 occupant la partie supérieure.
La chambre d'in~ection 2 est séparée de la chambre de coale~-cence 3 par un déflecteur tronconique 7. Un collecteur tubulaire 5 e~t disposé danq l'axe de la chambre de coalescence. Le collecteur 5 traverse ainsi le fond 11 de la cuve 1 et le déflecteur 7. Autour de la paroi du collecteur 5, on a disposé une batterie de plaques de coalescence 8 régulièrement espacées et inclinées d'environ 35 sur la verticale en direction de la chambre d'injection 2.
L'espace compris entre deux plaque3 8 adjacentes communique avec le collecteur 5 par des organes de perte de charge 80 régulièrement répartis autour de sa paroi. Le déflecteur 7 préqente lui-même une inclinaison parallèle à celle des plaques 8 de telle sorte que sa paroi inférieure constitue au~si une plaque de coalescence en coopération avec la plaque supérieure en regard de la batterie de plaques 8. Des cheminées 70 sont disposées à la partie supérieure au déflecteur 7 où elles aont régulièrement réparties à l'aplomb de la périphérie des plaques 8, tandis que le déflecteur 7 présente sur son pourtour au-delà des cheminées 70 une bordure 71 dont le sens d'inclinaison est inverse de celle de qa partie centrale. Les cheminées 70 font ainsi communiquer, au travers de la chambre d'in~ection 2, le sommet de la chambre de coaleqcence 3 avea la chambre de colleate 4.
Le collecteur tubulaire 5 traverse d'une part le fond 11 de la cuve 1 et d'autre part la partie centrale du déflecteur tronco-nique 7. Une canalisation -12 d'alimentation en mélange de l'appareil . ~, .
4'1~ 5.
pénètre dans la partie in~érieure du collecteur 5 90U~ le fond 11.
La canalisation 12 est, par ailleur3, disposée dan3 l'axe du collecteur 5 pour déboucher dans la chambre d'injection 2 dans la partie conique du déflecteur 7 à travers un injecteur ~tatigue 6 à aubes 60. Le collec-teur 5 comporte aus3i dan3 ~a partie inférieure un piquage 13 d'évacuationde la phase principale du mélange, tandis que la cuve 1 comporte au-dessus du fond 11 un orifice 14 d'évacuation d'éventuels sédiments.
La chambre de collecte 4 est disposée dans le prolongement de la chambre d'injection 2. Le volume occupé par la chambre de coales-cence 3 e3t du même ordre de grandeur que le volume total de la chambred'injection 2 et de la chambre de collecte 4. Une canalisation d'évacua-tion 40 de la phase dispersée qui a été 3éparée, est di3po3ée à la partie supérieure de la cuve 1 dont elle traverse la paroi. La canali-3ation 40 prcsente un orlfice d'entrée disposé en regard du fond supé-rieure 15 de la cuve 1.
Le fonctionnement du séparateur est le 3uivant. Le mélange des liquides, qui entre dans l'appareil par la canaliqation 12, est injecté dans la chambre d'in~ection 2 par l'injecteur 6 dont les aubes 60 lui communiquent un mouvement homogène de rotation rendu ascendant grâce à l'inclinaison du déflecteur 7 comme indiqué par la flèche F.
Au oours de ce mouvement le mélange subit une séparation préliminaire par effet cyclone qui a pour effet de drainer une partie de la phase dispersée vers la-partie supérieure dans la chambre de collecte 4.
Cependant le flux du mélange injecté pénètre par l'espace annulaire 72 compris entre la bordure 71 et la paroi de la cuve, dans la chambre de coalescence 3. Cette pénétration 3'effectue danq la zone 30 comprise entre la périphérie des plaque~ de coaleqcence 8 et la paroi de la cuve pour se poursuivre dans l'espace formé entre deux plaques 8 adjacentes, .. , ~
.
.
- ~144~86 6.
puis à travers leq organe~ de perte de charge 80 danq le aollecteur 5.
Pendant le parcours entre les plaques 8, la phase disperqée du mélange se Qépare de la phase principale par décantation et coale~cence pour remonter d'abord le long des plaques, puis dans la zone périphérique des plaques 8 à la partie supérieure de laquelle la phaqe dispersée passe à traver~ les cheminée~ 70 dans la chambre de collecte 4 d'où
elle est évacuée à travers la canalisation 40. La phaqe dispersée ayant été séparée du mélange, comme il vient d'être dit le liquide qui pénètre dans le collecteur 5 eqt constitué par la phase principale qui eqt alors évacuée par le piquage 13.
Au oours de ces opérations, on obtient une très bonne séparation préliminaire de la phase dispersée grâce à la centri~ugation homogène du mélange. Cette séparation préliminaire est peu sensible aux oscillation~
auxquelles l'appareil peut être Qoumis, lorsqu'il est placé à bord d'un navire.
Le passage du flux injecté dans la chambre de coalescence s'effectue sans croisement avec le ~lux ascendant de la phase diqpersée vers les cheminées.
La faible inclinaison des plaques de coalescence de l'ordre de 35 conduit à une très bonne e~ficacité sans risque d'engorgement en présence de liquides visqueux et à une grande surface active dans un minimum d'encombrements.
_ La position de l'interface entre la phase dispersée dans la chambre de collecte~4 et le mélange in~ecté dans la chambre d'injec-tion 2 peut être contrôlée soit par un réglage des pertes de charges sur les canalisations de sortie 40 de la phase dispersée et 13 de la phàse principale, soit encore par un système avec sonde automatique 41 agissant sur les canalisations 40 et 13.
.
~4~816 Le ronctionnement de l'appareil a été décrit dans le cas où la phase dispersée est plus légère que la phase principale. Dans le cas contraire, l'apparbil pourrait Ponctionner de manière analogue en inversant les parties supérieure et inférieure.
Il e3t évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réali3ation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans ~ortir du cadre de l'invention, modiPier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains - éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente.
., ~
La séparation des deux phases constitutives s'opère dans un appareil comprenant de part et d'autre d'une chambre d'injection une chambre de coalescence, dans laquelle s'ef-fectue la separation de la phase dispersee d'avec,la phase principale, et une chambre de 4~86 collecte de la pha~e di3persée, généralement la pluq légère, et disposée au-dessu~ de la chambre d'injection. Dan~ certains appareils où la séparation q'opère danq une cuve de révolution, le tranctfert de la phase dis~ersée, une fois séparée, s'opère ensuite au travers de cheminées faisant comm~niquer la chambre de coalescence avec la chambre de collecte.
MalQ la conception de ce~ appareil~ eqt telle que pour parvenir dans la chambre de coaleqcence, le flux de mélange in~acté croise avec une viteq~e élevée la totalité de celui de la phase di3perqée et Qéparée dans la chambre de coalescence au cour~ de sa migration vers la chambre de collecte à travers les cheminées. Il en résulte une nouvelle diQpersion partielle, ce qui réduit l'efficacité de la chambre de coale~cence. De plu~ le dispositif d'in~eotion qui est latéral et ponctuel impose au mélange une diffusion centripète peu homogène qui n'est guère favorable à une séparation préliminaire par effet cyclone. En outre l'inclinaison des plaques de coalescence ne conduit pas tou~ours à leur bon fonctionnement, ~urtout en présence ; de liquide dispersé de visco~ité élevée.
L'invantion a pour but un appareil pour la séparation d t un mélange de deux liquide~ dont la conception obvie aux inconvénients précités, tout en offrant une bonne simplicité de réali~ation, avec un encombrement réduit.
L'invention a pour ob~et un séparateur d'un mélange de deux liquides non miscibles et de densités différentes, l'un de ceux-ci étant en phase dispersee dans l'autre, comprenant en quperposition dans une cuve de révolution une chambre d'injection du mélange dispo~ée entre une chambre de coale~cence et une chambre de collecte de la phase dispersée, caractéri~é en ce que la chambre d'injection communique i..
' , 4~86 avec la chambre de coalescence à travers un passage annu-laire formé entre la paroi de la cuve et la périphérie d'un déflecteur séparant lesdites chambres et surmonté de che-minées reliant la chambre de coalescence à la chambre de collecte, et en ce que la chambre d'injection est munie d'un injecteur statique central à aubes communiquant au mélange un mouvement de rotation centrifuge.
Selon certaines caractéristiques, la chambre de coalescence peut être disposée concentriquement autour d'un collecteur tubulaire de la phase continue, la chambre de coalescence comportant une batterie de plaques de coales-cence tronconiques s'appuyant sur ledit collecteur en pré-sentant une inclinaison d'environ 35 sur la verticale en direction de la chambre d'injection, l'intervalle compris entre deux plaques communiquant avec ledit collecteur à
travers des orifices à perte de charge, lesdites plaques de coaLescence étant pleines.
Les cheminées peuvent être disposées à l'aplomb de la périphérie des plaques de coalescence. Le déflecteur peut etre constitué par une plaque tronconique disposée parallèlement aux plaques de coalescence et comporte sur sa périphérie au-delà des cheminées une bordure à inclinaison inverse. L'injecteur peut etre disposé dans la partie coni-que du déflecteur. Le collecteur peut comporter dans.sa partie centrale une canalisation d'alimentation de l'injec-teur statique. La chambre de collecte de la phase dispersée peut etre cylindrique et disposée dans le prolongement de la chambre d'injection et le volume de la chambre de coalescence peut être du même ordre de grandeur que le volume total des chambres d'injection et de collecte.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné
à titre d'exemple et illustré dans le dessin.
Dans la figure unique, on a désigné par 4~36 4.
la cuve cylindrique d'un séparateur selon l'invention reposant au 901 par l'intermédiaire de pieds 10. La cuve 1 comporte dans sa partie centrale une chambre d'in~ection 2 di~posée entre une chambre de coales-cence 3 occupant la partie inférieure et une chambre de collecte 4 occupant la partie supérieure.
La chambre d'in~ection 2 est séparée de la chambre de coale~-cence 3 par un déflecteur tronconique 7. Un collecteur tubulaire 5 e~t disposé danq l'axe de la chambre de coalescence. Le collecteur 5 traverse ainsi le fond 11 de la cuve 1 et le déflecteur 7. Autour de la paroi du collecteur 5, on a disposé une batterie de plaques de coalescence 8 régulièrement espacées et inclinées d'environ 35 sur la verticale en direction de la chambre d'injection 2.
L'espace compris entre deux plaque3 8 adjacentes communique avec le collecteur 5 par des organes de perte de charge 80 régulièrement répartis autour de sa paroi. Le déflecteur 7 préqente lui-même une inclinaison parallèle à celle des plaques 8 de telle sorte que sa paroi inférieure constitue au~si une plaque de coalescence en coopération avec la plaque supérieure en regard de la batterie de plaques 8. Des cheminées 70 sont disposées à la partie supérieure au déflecteur 7 où elles aont régulièrement réparties à l'aplomb de la périphérie des plaques 8, tandis que le déflecteur 7 présente sur son pourtour au-delà des cheminées 70 une bordure 71 dont le sens d'inclinaison est inverse de celle de qa partie centrale. Les cheminées 70 font ainsi communiquer, au travers de la chambre d'in~ection 2, le sommet de la chambre de coaleqcence 3 avea la chambre de colleate 4.
Le collecteur tubulaire 5 traverse d'une part le fond 11 de la cuve 1 et d'autre part la partie centrale du déflecteur tronco-nique 7. Une canalisation -12 d'alimentation en mélange de l'appareil . ~, .
4'1~ 5.
pénètre dans la partie in~érieure du collecteur 5 90U~ le fond 11.
La canalisation 12 est, par ailleur3, disposée dan3 l'axe du collecteur 5 pour déboucher dans la chambre d'injection 2 dans la partie conique du déflecteur 7 à travers un injecteur ~tatigue 6 à aubes 60. Le collec-teur 5 comporte aus3i dan3 ~a partie inférieure un piquage 13 d'évacuationde la phase principale du mélange, tandis que la cuve 1 comporte au-dessus du fond 11 un orifice 14 d'évacuation d'éventuels sédiments.
La chambre de collecte 4 est disposée dans le prolongement de la chambre d'injection 2. Le volume occupé par la chambre de coales-cence 3 e3t du même ordre de grandeur que le volume total de la chambred'injection 2 et de la chambre de collecte 4. Une canalisation d'évacua-tion 40 de la phase dispersée qui a été 3éparée, est di3po3ée à la partie supérieure de la cuve 1 dont elle traverse la paroi. La canali-3ation 40 prcsente un orlfice d'entrée disposé en regard du fond supé-rieure 15 de la cuve 1.
Le fonctionnement du séparateur est le 3uivant. Le mélange des liquides, qui entre dans l'appareil par la canaliqation 12, est injecté dans la chambre d'in~ection 2 par l'injecteur 6 dont les aubes 60 lui communiquent un mouvement homogène de rotation rendu ascendant grâce à l'inclinaison du déflecteur 7 comme indiqué par la flèche F.
Au oours de ce mouvement le mélange subit une séparation préliminaire par effet cyclone qui a pour effet de drainer une partie de la phase dispersée vers la-partie supérieure dans la chambre de collecte 4.
Cependant le flux du mélange injecté pénètre par l'espace annulaire 72 compris entre la bordure 71 et la paroi de la cuve, dans la chambre de coalescence 3. Cette pénétration 3'effectue danq la zone 30 comprise entre la périphérie des plaque~ de coaleqcence 8 et la paroi de la cuve pour se poursuivre dans l'espace formé entre deux plaques 8 adjacentes, .. , ~
.
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- ~144~86 6.
puis à travers leq organe~ de perte de charge 80 danq le aollecteur 5.
Pendant le parcours entre les plaques 8, la phase disperqée du mélange se Qépare de la phase principale par décantation et coale~cence pour remonter d'abord le long des plaques, puis dans la zone périphérique des plaques 8 à la partie supérieure de laquelle la phaqe dispersée passe à traver~ les cheminée~ 70 dans la chambre de collecte 4 d'où
elle est évacuée à travers la canalisation 40. La phaqe dispersée ayant été séparée du mélange, comme il vient d'être dit le liquide qui pénètre dans le collecteur 5 eqt constitué par la phase principale qui eqt alors évacuée par le piquage 13.
Au oours de ces opérations, on obtient une très bonne séparation préliminaire de la phase dispersée grâce à la centri~ugation homogène du mélange. Cette séparation préliminaire est peu sensible aux oscillation~
auxquelles l'appareil peut être Qoumis, lorsqu'il est placé à bord d'un navire.
Le passage du flux injecté dans la chambre de coalescence s'effectue sans croisement avec le ~lux ascendant de la phase diqpersée vers les cheminées.
La faible inclinaison des plaques de coalescence de l'ordre de 35 conduit à une très bonne e~ficacité sans risque d'engorgement en présence de liquides visqueux et à une grande surface active dans un minimum d'encombrements.
_ La position de l'interface entre la phase dispersée dans la chambre de collecte~4 et le mélange in~ecté dans la chambre d'injec-tion 2 peut être contrôlée soit par un réglage des pertes de charges sur les canalisations de sortie 40 de la phase dispersée et 13 de la phàse principale, soit encore par un système avec sonde automatique 41 agissant sur les canalisations 40 et 13.
.
~4~816 Le ronctionnement de l'appareil a été décrit dans le cas où la phase dispersée est plus légère que la phase principale. Dans le cas contraire, l'apparbil pourrait Ponctionner de manière analogue en inversant les parties supérieure et inférieure.
Il e3t évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réali3ation qui vient d'être décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, sans ~ortir du cadre de l'invention, modiPier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains - éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente.
., ~
Claims (8)
1. Séparateur d'un mélange de deux liquides non miscibles et de densités différentes, l'un de ceux-ci étant en phase dispersée dans l'autre, comprenant en superposi-tion dans une cuve de révolution une chambre d'injection du mélange disposée entre une chambre de coalescence et une chambre de collecte de la phase dispersée, caractérisé en ce que la chambre d'injection communique avec la chambre de coalescence à travers un passage annulaire formé entre la paroi de la cuve et la périphérie d'un déflecteur séparant lesdites chambres et surmonté de cheminées reliant la cham-bre de coalescence à la chambre de collecte, et en ce que la chambre d'injection est munie d'un injecteur statique central à aubes communiquant au mélange un mouvement de rotation centrifuge.
2. Séparateur selon la revendication 1, caracté-risé en ce que la chambre de coalescence est disposée con-centriquement autour d'un collecteur tubulaire de la phase continue, la chambre de coalescence comportant une batterie de plaques de coalescence tronconiques s'appuyant sur ledit collecteur en présentant une inclinaison d'environ 35° sur la verticale en direction de la chambre d'injection, l'inter-valle compris entre deux plaques communiquant avec ledit collecteur à travers des orifices à perte de charge, lesdites plaques de coalescence étant pleines.
3. Séparateur selon la revendication 2, caracté-risé en ce que les cheminées sont disposées à l'aplomb de la périphérie des plaques de coalescence.
4. Séparateur selon la revendication 3, caracté-risé en ce que le déflecteur est constitué par une plaque tronconique disposée parallèlement aux plaques de coalescence et comporte sur sa périphérie au-delà des cheminées une bordure à inclinaison inverse.
5. Séparateur selon la revendication 4, caracté-risé en ce que l'injecteur est disposé dans la partie conique du déflecteur.
6. Séparateur selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le collecteur comporte dans sa partie centrale une canalisation d'alimentation de l'injecteur statique.
7. Séparateur selon la revendication 1, 3 ou 5, caractérisé en ce que la chambre de collecte de la phase dispersée est cylindrique et disposée dans le prolongement de la chambre d'injection.
8. Séparateur selon la revendication 1, 3 ou 5, caractérise en ce que le volume de la chambre de coalescence est du même ordre de grandeur que le volume total des cham-bres d'injection et de collecte.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7913111 | 1979-05-23 | ||
| FR7913111A FR2457127A1 (fr) | 1979-05-23 | 1979-05-23 | Separateur d'un melange de deux liquides |
Publications (1)
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| CA1144486A true CA1144486A (fr) | 1983-04-12 |
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Family Applications (1)
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| CA000352520A Expired CA1144486A (fr) | 1979-05-23 | 1980-05-22 | Separateur d'un melange de deux liquides |
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