JPH01184311A - 脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置 - Google Patents
脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8621—Removing nitrogen compounds
- B01D53/8625—Nitrogen oxides
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はボイラ装置に係り、特にアンモニア接触還元脱
硝装置を有するボイラ装置に関する。
硝装置を有するボイラ装置に関する。
現在、排ガス中の窒素酸化物の除去には、アンモニアを
還元剤とする接触還元法が主に用いられている。この方
法は、特開昭50−128681などのように、公知の
酸化チタンを主成分とする触媒を用い、第5図、第6図
のような装置構成でボイラの排煙処理に通用されている
。両図において、lは給炭路、2はボイラ火炉、3は脱
硝装置、4は脱硝装置に装着された脱硝触媒、5は空気
予熱器、6は集塵器、7は煙突である(環境研究、61
.54(1986))。
還元剤とする接触還元法が主に用いられている。この方
法は、特開昭50−128681などのように、公知の
酸化チタンを主成分とする触媒を用い、第5図、第6図
のような装置構成でボイラの排煙処理に通用されている
。両図において、lは給炭路、2はボイラ火炉、3は脱
硝装置、4は脱硝装置に装着された脱硝触媒、5は空気
予熱器、6は集塵器、7は煙突である(環境研究、61
.54(1986))。
ところが、上記従来技術を、第2図に示した灰循環系路
8により石炭灰をボイラ火炉2に吹込み、スラグとして
回収するスラグタップ式ボイラ等に適用した場合の触媒
劣化に対しては配慮されていなかった。第1図に示すボ
イラ装置の場合、石炭中に含まれているヒ素、セレン、
鉛、亜鉛などの揮発性の高い元素の単体もしくは酸化物
は、ボイラ火炉2内で蒸気になるが、電気集塵器6で回
収されるまでの間に、大半がフライアッシュ(石炭燃焼
灰の粉末)に吸着される。この揮発性元素の化合物を吸
着したフライアッシュは、灰循環路8を経てボイラ火炉
2に吹込まれてスラグとしてスラグ排出路9から回収さ
れるが、揮発性元素の化合物は、蒸気としてボイラ系内
に取り残され、排ガス中に高濃度の蒸気として存在する
ようになる。
8により石炭灰をボイラ火炉2に吹込み、スラグとして
回収するスラグタップ式ボイラ等に適用した場合の触媒
劣化に対しては配慮されていなかった。第1図に示すボ
イラ装置の場合、石炭中に含まれているヒ素、セレン、
鉛、亜鉛などの揮発性の高い元素の単体もしくは酸化物
は、ボイラ火炉2内で蒸気になるが、電気集塵器6で回
収されるまでの間に、大半がフライアッシュ(石炭燃焼
灰の粉末)に吸着される。この揮発性元素の化合物を吸
着したフライアッシュは、灰循環路8を経てボイラ火炉
2に吹込まれてスラグとしてスラグ排出路9から回収さ
れるが、揮発性元素の化合物は、蒸気としてボイラ系内
に取り残され、排ガス中に高濃度の蒸気として存在する
ようになる。
こうした流路内に脱硝装置3を設置すると触媒4は、高
濃度の揮発性元素の化合物を吸着して著しい活性の劣化
を生じる。
濃度の揮発性元素の化合物を吸着して著しい活性の劣化
を生じる。
本発明者らは、第1図のボイラ装置でも使用可能な劣化
の小さい触媒を発明し、特許出願している(特願昭62
−141176、未公開)が、触媒改良以外に劣化防止
策を講する必要がある。
の小さい触媒を発明し、特許出願している(特願昭62
−141176、未公開)が、触媒改良以外に劣化防止
策を講する必要がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
燃焼排ガス中の石炭燃焼灰を捕集する装置と、該装置に
て捕集された石炭燃焼灰を再び火炉内に供給する系路と
、燃焼排ガス流路内にアンモニアを還元剤とする接触還
元法脱硝装置とを有する石炭焚きボイラ装置において、
燃焼排ガス中の酸素濃度を測定する装置と、その測定結
果に基づき燃焼ガス中に空気を供給する装置とを有する
ことを特徴とする脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置
である。
燃焼排ガス中の石炭燃焼灰を捕集する装置と、該装置に
て捕集された石炭燃焼灰を再び火炉内に供給する系路と
、燃焼排ガス流路内にアンモニアを還元剤とする接触還
元法脱硝装置とを有する石炭焚きボイラ装置において、
燃焼排ガス中の酸素濃度を測定する装置と、その測定結
果に基づき燃焼ガス中に空気を供給する装置とを有する
ことを特徴とする脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置
である。
本発明の作用をヒ素化合物を例にとり、第1図を用いて
示す。
示す。
石炭中のヒ素化合物は、ボイラ火炉2内で酸化され蒸気
圧の高い無水亜ヒ酸(Ag2O3)蒸気となるが、後流
に移動する過程でフライアッシュに吸着される。脱硝装
置3に排ガスが到達した点でフライアッシュに吸着され
ずにAs203蒸気が残っていると、脱硝触媒4に吸着
し触媒劣化を引き起こす。
圧の高い無水亜ヒ酸(Ag2O3)蒸気となるが、後流
に移動する過程でフライアッシュに吸着される。脱硝装
置3に排ガスが到達した点でフライアッシュに吸着され
ずにAs203蒸気が残っていると、脱硝触媒4に吸着
し触媒劣化を引き起こす。
本発明のごとく酸素濃度を一定値以上に高めて運転する
と、As2−03はボイラ火炉2および脱硝装置3に到
る過程で次式のごとく蒸気圧の低い五酸化ヒ素(AS2
0!!l)に酸化される。
と、As2−03はボイラ火炉2および脱硝装置3に到
る過程で次式のごとく蒸気圧の低い五酸化ヒ素(AS2
0!!l)に酸化される。
As203 +02−+As20!5
この蒸気圧の低いAS20!5の割合が高くなると、脱
硝装置3に到るまでにフライアッシュに吸着されるヒ素
化合物の割合が増加し、蒸気状As2O3がほとんど存
在しなくななる。このため脱硝触媒4へのヒ素化合物の
吸着が低下し、劣化を大幅に減少させることができる。
硝装置3に到るまでにフライアッシュに吸着されるヒ素
化合物の割合が増加し、蒸気状As2O3がほとんど存
在しなくななる。このため脱硝触媒4へのヒ素化合物の
吸着が低下し、劣化を大幅に減少させることができる。
第1図のボイラ火炉2は、サイクロン式、スラグタップ
式の燃焼炉を有する、いわゆる溶融燃焼式ボイラである
(灰を溶融させて炉底から取出す形式のもの)。集塵器
6としては、電気集塵器、サイクロン等の慣性を用いた
集塵器、またはバグフィルタ等が用いられる。灰循環路
8には、通常、捕集灰の90%以上が返されるが、この
割合は特に限定されない。
式の燃焼炉を有する、いわゆる溶融燃焼式ボイラである
(灰を溶融させて炉底から取出す形式のもの)。集塵器
6としては、電気集塵器、サイクロン等の慣性を用いた
集塵器、またはバグフィルタ等が用いられる。灰循環路
8には、通常、捕集灰の90%以上が返されるが、この
割合は特に限定されない。
脱硝装置3は、経済的運転温度となるように通常節炭器
出口流路に設けられるが、節炭器入口部から燃焼排ガス
をバイパスさせてもよい。
出口流路に設けられるが、節炭器入口部から燃焼排ガス
をバイパスさせてもよい。
要するに本発明は、上記した種々の構成のボイラシステ
ムに効果がある運転方法であり、排ガス中の酸素濃度を
2容量%以上に保つ点に特徴とする。この酸素濃度は、
2容量%以上であればよいが、より高いほど効果が大き
い傾向にある。しかし、酸素濃度を増大させることば熱
損失の点て不利になるため、好ましくは3〜4容量%程
度が適当である。
ムに効果がある運転方法であり、排ガス中の酸素濃度を
2容量%以上に保つ点に特徴とする。この酸素濃度は、
2容量%以上であればよいが、より高いほど効果が大き
い傾向にある。しかし、酸素濃度を増大させることば熱
損失の点て不利になるため、好ましくは3〜4容量%程
度が適当である。
本発明を通用するスラグタップ式燃焼炉では灰の溶融を
容易にするため、通常の燃焼に比較して低酸素燃焼をさ
せるので、燃焼排ガス中の酸素濃度が2容量%以下にな
ることが多く、ときには1゜5容量%程度で運転される
。そこで、酸素濃度が2容量%以下になった場合は燃焼
ガス中に酸素(空気)を添加してやる必要がある。
容易にするため、通常の燃焼に比較して低酸素燃焼をさ
せるので、燃焼排ガス中の酸素濃度が2容量%以下にな
ることが多く、ときには1゜5容量%程度で運転される
。そこで、酸素濃度が2容量%以下になった場合は燃焼
ガス中に酸素(空気)を添加してやる必要がある。
第1図において、送風機10がら空気予熱器5に送られ
た空気は所定温度に加熱され、熱空気ダクト11を通り
、燃焼用空気12としてボイラ火炉に供給される。本発
明の実施例においては、ボイラ出口の燃焼排ガス中の酸
素濃度を酸素濃度計15により測定し、測定値が2容量
%以下に低下した場合は添加空気供給口13または14
から所定濃度になるように空気が供給される。As20
3をAS20!lに酸化させるためには排ガス温度が5
00℃以上において、酸素濃度を2容量%以上に保つ必
要がある。したがって、添加空気供給口は燃焼排ガス温
度が500℃以上のところに空気が添加されることが望
ましい。また、添加空気としては冷空気でもよいが、空
気予熱器などで加熱された空気を供給するのが望ましい
。
た空気は所定温度に加熱され、熱空気ダクト11を通り
、燃焼用空気12としてボイラ火炉に供給される。本発
明の実施例においては、ボイラ出口の燃焼排ガス中の酸
素濃度を酸素濃度計15により測定し、測定値が2容量
%以下に低下した場合は添加空気供給口13または14
から所定濃度になるように空気が供給される。As20
3をAS20!lに酸化させるためには排ガス温度が5
00℃以上において、酸素濃度を2容量%以上に保つ必
要がある。したがって、添加空気供給口は燃焼排ガス温
度が500℃以上のところに空気が添加されることが望
ましい。また、添加空気としては冷空気でもよいが、空
気予熱器などで加熱された空気を供給するのが望ましい
。
上記のごとく燃焼を高酸素濃度下で行なわせると石炭の
燃焼が短時間に完結し、As2O3などの揮発性酸化物
蒸気が長時間酸化雰囲気に保持されるようになり、As
2O+3への酸化割合が増大する。
燃焼が短時間に完結し、As2O3などの揮発性酸化物
蒸気が長時間酸化雰囲気に保持されるようになり、As
2O+3への酸化割合が増大する。
また、明確な作用機構は不明であるが、NOxの発生量
が多くなり、それがAS20!lへの酸化に寄与してい
るようである。
が多くなり、それがAS20!lへの酸化に寄与してい
るようである。
このようにAS20!lへの酸化割合の増大は、より高
温度でフライアッシュへのヒ素化合物等触媒毒の吸着が
進行し、排ガス中の蒸気状触媒毒濃度を低下させる。こ
れにより、触媒への触媒毒物質の吸着量が減少し、長期
間触媒を高活性に保つことが可能になる。
温度でフライアッシュへのヒ素化合物等触媒毒の吸着が
進行し、排ガス中の蒸気状触媒毒濃度を低下させる。こ
れにより、触媒への触媒毒物質の吸着量が減少し、長期
間触媒を高活性に保つことが可能になる。
以下、本発明の根拠を具体的実施例により示す。
メタンチタン酸スラリ (Ti02含有量30wt%)
に、メタバナジン酸アンモン(NH< VO3)とモリ
ブデン酸アンモン(3(NH4) 20−7Mo03
・4H20)とをT i / V / M o原子比が
86/4/10になるように添加後、ニーダを用いて加
熱混練し、水分34%のペーストを得た。これを3φの
棒状に押出し成形後150℃で乾燥し、さらに350℃
で2時間焼成した。得られた顆粒をハンマミルで粉砕し
100メツシユ以下、97%の粉末を得た。この粉末に
水を加えてペースト状にしたものに、アルミナ−シリカ
繊維を触媒粉末に対し15wt%加えてさらに混練した
。得られたペーストを、金属アルミニウムを溶射した5
US304 (厚み0.21■)のラス基板の目を塞ぐ
ように両面に塗布し、乾燥後、55℃で2時間焼成した
。この板状触媒に、硫酸アルミニウム(Affi2 (
SO2)3)水溶液(濃度200g/l)を含浸後、さ
らに470℃で2時間焼成して触媒を得た。
に、メタバナジン酸アンモン(NH< VO3)とモリ
ブデン酸アンモン(3(NH4) 20−7Mo03
・4H20)とをT i / V / M o原子比が
86/4/10になるように添加後、ニーダを用いて加
熱混練し、水分34%のペーストを得た。これを3φの
棒状に押出し成形後150℃で乾燥し、さらに350℃
で2時間焼成した。得られた顆粒をハンマミルで粉砕し
100メツシユ以下、97%の粉末を得た。この粉末に
水を加えてペースト状にしたものに、アルミナ−シリカ
繊維を触媒粉末に対し15wt%加えてさらに混練した
。得られたペーストを、金属アルミニウムを溶射した5
US304 (厚み0.21■)のラス基板の目を塞ぐ
ように両面に塗布し、乾燥後、55℃で2時間焼成した
。この板状触媒に、硫酸アルミニウム(Affi2 (
SO2)3)水溶液(濃度200g/l)を含浸後、さ
らに470℃で2時間焼成して触媒を得た。
この得られた触媒を切断し、100mmX100鶴のテ
ストピースとし、第1図に示したボイラ装置における脱
硝装置3の設定位置に相当する煙道内に排ガスと接触す
るように設置した。そのときの試験条件を第1表および
第2表に示す。
ストピースとし、第1図に示したボイラ装置における脱
硝装置3の設定位置に相当する煙道内に排ガスと接触す
るように設置した。そのときの試験条件を第1表および
第2表に示す。
第 1 表
以下余白
第 2 表
所定時間ごとに触媒4をサンプリングし、第2表の条件
で触媒活性の経時変化を測定した。得られた結果を第3
図に示す。
で触媒活性の経時変化を測定した。得られた結果を第3
図に示す。
また、約1000時間後の触媒表面に吸着しているヒ素
の濃度を測定し、排ガス中の0.’1度に対してプロッ
トしたものが第4図である。
の濃度を測定し、排ガス中の0.’1度に対してプロッ
トしたものが第4図である。
第3図かられかるように、o2濃度の低い場合には、短
時間に著しい活性低下が認められるが、02濃度が2%
を超えると、順次活性低下が小さくなることがわかる。
時間に著しい活性低下が認められるが、02濃度が2%
を超えると、順次活性低下が小さくなることがわかる。
また、第4図のように、触媒表面のヒ素蓄積量も02濃
度を高くするに従い、大きく減少することがわかる。
度を高くするに従い、大きく減少することがわかる。
本発明によれば、ボイラ装置における脱硝触媒の劣化を
著しく小さくでき、触媒の使用量を大幅に低減できる。
著しく小さくでき、触媒の使用量を大幅に低減できる。
第1図は、本発明の詳細な説明図、第2図は、従来技術
の説明図、第3図および第4図は、本発明の実施例の効
果を示す図、第5図と第6図は、灰循環路を有しない従
来技術の説明図である。 1・・・給炭路、2・・・ボイラ火炉、3・・・脱硝装
置、4・・・脱硝触媒、5・・・空気予熱器、6・・・
集塵器、7・・・煙突、8・・・灰循環路、9・・・ス
ラグ排出路、10・・・送風機、11・・・熱空気ダク
ト、12・・・燃焼用空気、13.14・・・添加空気
供給口、15・・・酸素濃度計。 代理人 弁理士 川 北 武 長 鋼1図 1給炭路 9スラグ排出路 2ボイラ火炉 り送風機 3脱硝装置 11熱空気ダクト 4脱硝触媒 12燃焼用空気 5空気予熱器 ロ添加空気供給ロ 6集711器 14添加空気供給ロア煙突
15酸素濃度計 8灰循環路 ℃酸素濃度信号 第3図 時間(h) 平均02濃度C%)
の説明図、第3図および第4図は、本発明の実施例の効
果を示す図、第5図と第6図は、灰循環路を有しない従
来技術の説明図である。 1・・・給炭路、2・・・ボイラ火炉、3・・・脱硝装
置、4・・・脱硝触媒、5・・・空気予熱器、6・・・
集塵器、7・・・煙突、8・・・灰循環路、9・・・ス
ラグ排出路、10・・・送風機、11・・・熱空気ダク
ト、12・・・燃焼用空気、13.14・・・添加空気
供給口、15・・・酸素濃度計。 代理人 弁理士 川 北 武 長 鋼1図 1給炭路 9スラグ排出路 2ボイラ火炉 り送風機 3脱硝装置 11熱空気ダクト 4脱硝触媒 12燃焼用空気 5空気予熱器 ロ添加空気供給ロ 6集711器 14添加空気供給ロア煙突
15酸素濃度計 8灰循環路 ℃酸素濃度信号 第3図 時間(h) 平均02濃度C%)
Claims (1)
- 1、燃焼排ガス中の石炭燃焼灰を捕集する装置と、該装
置にて捕集された石炭燃焼灰を再び火炉内に供給する系
路と、燃焼排ガス流路内にアンモニアを還元剤とする接
触還元法脱硝装置とを有する石炭焚きボイラ装置におい
て、燃焼排ガス中の酸素濃度を測定する装置と、その測
定結果に基づき燃焼ガス中に空気を供給する装置とを有
することを特徴とする脱硝装置を有する石炭焚きボイラ
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63009169A JP2594301B2 (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置 |
| AT89300384T ATE82700T1 (de) | 1988-01-19 | 1989-01-17 | Kohleverbrennungsvorrichtung, versehen mit einer denitrierungsvorrichtung. |
| EP89300384A EP0327213B1 (en) | 1988-01-19 | 1989-01-17 | A coal combustion apparatus provided with a denitration means |
| DE8989300384T DE68903574T2 (de) | 1988-01-19 | 1989-01-17 | Kohleverbrennungsvorrichtung, versehen mit einer denitrierungsvorrichtung. |
| US07/673,256 US5151256A (en) | 1988-01-19 | 1991-05-02 | Coal combustion apparatus provided with a denitration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63009169A JP2594301B2 (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01184311A true JPH01184311A (ja) | 1989-07-24 |
| JP2594301B2 JP2594301B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=11713092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63009169A Expired - Fee Related JP2594301B2 (ja) | 1988-01-19 | 1988-01-19 | 脱硝装置を有する石炭焚きボイラ装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5151256A (ja) |
| EP (1) | EP0327213B1 (ja) |
| JP (1) | JP2594301B2 (ja) |
| AT (1) | ATE82700T1 (ja) |
| DE (1) | DE68903574T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114754343A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-15 | 峰和轻碳(北京)设计研究院有限公司 | 一种兼顾锅炉稳燃性能的宽负荷脱硝系统及调节方法 |
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| US7723251B2 (en) * | 2008-03-11 | 2010-05-25 | Evonik Energy Services Llc | Method of regeneration of SCR catalyst |
| CN103292606A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 中国恩菲工程技术有限公司 | 从烟气中回收砷的方法 |
| US10375901B2 (en) | 2014-12-09 | 2019-08-13 | Mtd Products Inc | Blower/vacuum |
Citations (2)
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| JPS62176523A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-08-03 | Babcock Hitachi Kk | 脱硝処理装置 |
Family Cites Families (7)
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| US3913323A (en) * | 1973-03-22 | 1975-10-21 | Paul August | Device for treatment of exhaust gases from an internal combustion engine |
| US4285838A (en) * | 1977-12-08 | 1981-08-25 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Method of producing plate-shaped catalyst unit for NOx reduction of exhaust gas |
| JPS58124525A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-25 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 石炭ボイラ排ガスの処理方法 |
| US4571329A (en) * | 1984-08-13 | 1986-02-18 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Ammonia reduction-denitration process and apparatus therefor |
| GB8622593D0 (en) * | 1986-09-19 | 1986-10-22 | Stordy Combustion Eng Ltd | Carrying out combustion process |
| JPH0194925A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-13 | Babcock Hitachi Kk | 排ガス中の窒素酸化物除去装置 |
| US4844875A (en) * | 1987-10-13 | 1989-07-04 | Westinghouse Electric Corp. | Fly ash recycling to reduce toxic gaseous emissions |
-
1988
- 1988-01-19 JP JP63009169A patent/JP2594301B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-01-17 AT AT89300384T patent/ATE82700T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-01-17 DE DE8989300384T patent/DE68903574T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-01-17 EP EP89300384A patent/EP0327213B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-05-02 US US07/673,256 patent/US5151256A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| CN114754343A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-07-15 | 峰和轻碳(北京)设计研究院有限公司 | 一种兼顾锅炉稳燃性能的宽负荷脱硝系统及调节方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68903574T2 (de) | 1993-04-15 |
| EP0327213B1 (en) | 1992-11-25 |
| JP2594301B2 (ja) | 1997-03-26 |
| EP0327213A1 (en) | 1989-08-09 |
| DE68903574D1 (de) | 1993-01-07 |
| US5151256A (en) | 1992-09-29 |
| ATE82700T1 (de) | 1992-12-15 |
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|---|---|---|---|
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