脱硫系统讲座PPT概述.ppt

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1、脱硫系统概述,总体介绍,我公司一期(21000MW)每台机组配备 1 台最大连续出力 3033t/h 的锅炉,烟气经静电除尘器(三室四电场)除尘。每台锅炉各配 1 套 FGD 装置,采用石灰石石膏湿法烟气强制氧化脱硫工艺,主要包括有 SO2吸收系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统;工艺水冷却水系统、压缩空气系统、排放系统及废水输送等公用系统。,流程简述,外购石灰石粉加水制成含固量约为 30%的浆液作为脱硫吸收剂,泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部浆池鼓入的氧化空气进行反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。从吸收塔排出的石膏

2、浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于 10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后经烟囱排入大气。,设计参数,石灰石耗量:28.61t/h(每台炉)水耗:每台炉最大工艺水耗量不超过 190.5 t/h,每台炉最大设备冷却水耗量不超过 12 t/h,每台炉最大废水排放量不超过 15 t/h。电耗:每台炉平均值不超过 7932 kW.h/h石灰石要求:石灰石粉的品质为:CaO50%,MgO2%,SiO2 1.5%90%通过250目。,石膏品质要求:石膏纯度高于或等于90,自由水分低于或等于10。CaCO3、MgCO3含量低于3%(以无游离水分的石膏作为基准)CaSO31/2H

3、2O 含量低于1.0%(以无游离水分的石膏作为基准)溶解于石膏中的Cl-含量低于0.01%Wt(以无游离水分的石膏作为基准),烟气系统流程,烟气系统将未脱硫的烟气引入脱硫装置,将脱硫后的洁净烟气送入烟囱。进入脱硫装置的烟气通过引风机实现流量控制。从吸收塔出来的烟气通过烟囱排放。烟气系统的压降通过引风机克服。脱硫系统不设烟气旁路,因此FGD装置应能满足从锅炉点火启动(0%BMCR)到110%BMCR工况之间的任何负荷,均能够持续安全运行。,取消旁路、增压风机、GGH的脱硫系统:引风机 原烟道 吸收塔 喷淋层 除雾器 净烟道 烟囱 流程图如下:,SO2+CaCO3+1/202+2H2OCaSO42

4、H2O+CO2,锅炉,脱硝装置,烟囱,空预器,除尘器,引风机,吸收塔,石膏脱水设备,脱硫反应式,石灰石供给设备,设置事故烟气冷却系统,预防脱硫设施因烟气温度超温引起的破坏。在吸收塔入口设置事故喷淋喷嘴,并设置紧急事故喷淋水箱,紧急事故喷淋水箱为高位布置,始终处于充满状态,当FGD入口烟温超过设定值(为180)时,相应的气动阀门打开,对进入吸收塔入口的烟气进行喷淋降温。高位水箱的有效容积按照喷淋3分钟考虑。,SO2吸收系统,烟气从吸收塔侧面进气口进入吸收塔,烟气在吸收塔内与雾状浆液逆流接触,处理后的烟气在吸收塔顶部排至除雾器,除去烟气中的液滴后排到烟囱,经烟囱提升到一定高度后排入大气。SO2吸收

5、系统应包括吸收塔、吸收塔浆液循环、石膏浆液排出、氧化空气、搅拌、除雾器、冲洗等几个部分。,吸收塔,采用可靠的事故冷却系统,防止吸收塔超温;吸收塔入口倾斜段除采用合金外,吸收塔入口段烟道(距塔壁最短边投影距离)2m长整段材料采用6mm碳钢贴敷2mm厚的C276(爆破成型),而非局部贴衬。为保证脱硫效率,吸收塔液气比、烟气流速、浆液停留时间、氧化空气量及其布置、塔内气流均匀性的设计、喷淋层作为重点设计;吸收塔内运行的正常液位与烟气入口有足够的高度差,避免吸收塔液位高时溢流倒流入原烟道,吸收塔内喷淋喷嘴布局合理,不应出现由于喷淋层过于靠近塔内支撑件以及塔壁,造成冲刷腐蚀;除雾器在保证除雾效果的前提下

6、,除雾器冲洗水的设计及布局要合理,避免除雾器的结垢与堵塞现象发生。,吸收原理:吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔,分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触,发生传质与吸收反应,烟气中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。,吸收塔采用喷淋空塔,在吸收塔前不另设置预洗涤塔。吸收塔浆池与塔体为一体结构。吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,喷淋系统能合理分布要求的喷淋量,流经每个喷淋层的流量相等,确保石灰石浆液与烟气中的SO2充分接触和反应。,吸收塔塔体材料为内衬玻璃鳞片的碳钢板。吸收塔烟气入口段为耐腐蚀

7、、耐高温合金。吸收塔内配有5组喷淋层,安装的三重螺旋喷嘴使气液效率接触,并达到高的SO2吸收性能。在这个过程中,烟气与吸收塔喷嘴喷出的再循环浆液进行有效的接触。每个吸收塔配置5台循环泵。脱硫后的烟气流向装在吸收塔顶部的除雾器。,吸收了SO2的再循环浆液落入吸收塔反应池。吸收塔反应池装有5台搅拌机。氧化风机将氧化空气鼓入反应池中与浆液反应。氧化空气分布系统采用管网式布置,氧化空气被分布管注入到吸收塔,一部分HSO3在吸收塔喷淋区被烟气中的氧气氧化,剩余部分的HSO3在反应池中被氧化空气完全氧化。,材质为陶瓷的螺旋喷嘴,除雾器,除雾器采用屋脊式,应安装在吸收塔上部,用以分离净烟气夹带的雾滴。除雾器

8、的设计应保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。,除雾器的作用主要是去除滞留洁净烟气中夹带的液滴,由吸收区来的洁净烟气携带了大量的液滴。吸收塔设两级除雾器,布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部。烟气穿过循环浆液喷淋层后,再连续流经两层屋脊形除雾器时,液滴由于惯性作用,留在挡板上。由于被滞留的液滴也含有固态物,主要是石膏,因此存在除雾器结垢,需定期进行在线清洗,除去所含浆液雾滴。在一级除雾器的上面和下面各布置一层清洗喷嘴。清洗水从喷嘴强力喷向除雾器元件,带走除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒;二级除雾器上下面也布置一层清洗喷淋层;除雾器清洗系统间断运行,采用自动控制。清洗水由除雾器冲洗水泵

9、提供,冲洗水还用于补充吸收塔中的水分损失。,吸收塔浆液池的作用,1)完成酸性物质和石灰石的反应2)通过强制氧化把亚硫酸盐氧化成硫酸盐3)提供石灰石足够的溶解时间4)促使过饱和溶液里面的石膏结晶5)提供石膏晶体充分长大的停滞时间,浆液循环泵,浆液循环泵的作用作用是连续不断地把吸收塔浆液池内的混合浆液向上输送到喷淋层,并为雾化喷嘴提供压力,使浆液通过喷嘴尽可能的雾化,以便使小液滴和上行是烟气充分接触,浆液循环泵工作原理:叶轮装在一个螺旋形的外壳内,当叶轮旋转时,流体轴向流入,然后转90度进入叶轮流道并径向流出。叶轮连续旋转,在叶轮入口处不断形成真空,从而使流体连续不断地被泵吸入和排出。叶轮高速旋转

10、时产生的离心力使流体获得能量,即流体通过叶轮后,压能和动能都得到提高,从而能够被输送到高处或远处。,氧化风机,每套吸收塔的氧化系统由氧化风机、氧化空气分布管及相应的管道、阀门组成。氧化空气通过氧化空气分布管均匀地分布在吸收塔底部浆液池中,将 CaSO3氧化成 CaSO42H2O,进而结晶析出。氧化空气的首要功能是促使吸收塔浆液池内的亚硫酸氢根氧化成硫酸根,从而增强浆液进一步吸收 SO2的能力,同时使石膏得以生成。氧化空气注入不充分或分布不均匀都将会引起吸收效率的降低,严重时还可能导致吸收塔浆液池中亚硫酸钙含量过高导致结垢,甚至发生亚硫酸钙包裹石灰石颗粒使其失去活性的可能。,运行检查,吸收塔搅拌

11、器,吸收塔搅拌器的作用防止吸收塔浆液池内的固体颗粒物的沉淀。使新加入的吸收剂浆液尽快分布均匀,加速石灰石的溶解 避免局部脱硫反应产物的浓度过高,有利于防止石膏结垢的形成 提高氧化效果和有利于石膏结晶的形成,吸收塔系统参数,石灰石制备系统,我公司石灰石石膏湿法脱硫工艺采用石灰石作为吸收剂,脱硫效率主要取决于石灰石粉纯度、细度和颗粒比表面积。湿法 FGD 工艺一般要求 CaCO390%;MgCO32%,SiO2 1.5%。通常要求石灰石90%325 目(44 微米)。,石灰石制备系统流程,厂外来粉(罐车)石灰石粉仓手动插板门螺旋给料机电动插板门 石灰石浆液箱 石灰石输送泵12吸收塔供浆,运行的检查

12、和控制的调整,制浆系统的主要调整任务是:保证合格的石灰石品质,使制浆系统在最佳出力下运行,以满足 FGD 装置安全、经济运行的需要。我公司采用石灰石粉制浆,主要运行中的检查与调整有:1.石灰石浆液系统运行中的监视检查 2.石灰石浆液浓度控制,石灰石浆液系统运行中的监视检查,1)就地检查运行泵的温度正常,DCS 上监视其电流在正常范围内。2)DCS 上注意监视石灰石浆液箱液位在正常范围内。3)就地检查石灰石浆液箱的搅拌器运行是否正常。4)就地检查制浆区坑泵及搅拌器运行是否正常,检查泵出口管道是否有堵塞现象,液位计是否正常。,石灰石浆液浓度控制,1)石灰石给粉机以一恒定的转速(通过变频器调节)运行

13、,通过调节滤水调节阀来控制石灰石浆液的浓度。石灰石浆液密度的测量值与设定值进行比较,通过比例积分调节滤水调节阀的开度。该控制回路为一定值比例积分调节回路。2)当石灰石浆液浓度高高时,发出报警同时停石灰石给粉机。3)石灰石浆液箱搅拌器根据石灰石浆液箱的液位高低实现自动启停。4)二台石灰石浆液泵为一用一备,当工作泵故障或出口石灰石浆液压力低时,自动将备用回路投入运行。石灰石浆液泵回路停运后,手动进行冲洗。,5)定期化验浆液细度和密度,为调节提供依据。6)运行中石灰石品质若不符合要求,且通过调整仍不合格时,应及时化验石灰石粉品质。7)对石灰石粉制浆系统,主要调节石灰石浆液密度。石灰石浆液必须满足一定

14、的密度要求,密度过高易造成石灰石浆液泵及管道磨损堵塞,对石灰石浆液箱和衬胶也极为不利。密度过低可能出现吸收塔给将调节阀全开仍不能满足石灰石用量的需求。一般要求石灰石浆液含固率在 25%左右,通过校验密度计的准确性及调节制浆的程序,石灰石浆液密度可自动得到控制。,设备参数,石膏脱水系统,石膏脱水系统由 4 台石膏排浆泵(2 运 2 备)和 2 台石膏浆液旋流器及相应的管道、阀门等及真空皮带脱水机辅助子系统组成。石膏浆液排出泵可以根据情况切换至相应的石膏旋流器,通过电动石膏分配器进行真空皮带脱水机的选择,本系统有 3 条真空皮带脱水机,A 石膏旋流器可以切换至 A,B 两条真空皮带脱水机上进去脱水

15、,B 石膏旋流器可以切换至 B,C 两条真空皮带脱水机进行脱水。真空皮带脱水机辅助子系统包括 3 台真空皮带脱水机及相应的泵、箱体、管道、阀门等。,吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏浆液旋流站进行一级脱水,石膏浆液自流至真空皮带脱水机进行二级脱水,经脱水处理后表面含水率小于 10,石膏浆液旋流器的溢流水、真空皮带脱水机辅助系统的滤液均进入滤液水箱,经滤液泵返回吸收塔。石膏脱水系统设置 3 台带式真空皮带脱水机,其出力为脱硫装置在 2 台炉在燃用校核煤种 BMCR 下运行时石膏产出量的 75%。每台真空皮带脱水机配置 1 台水环式真空泵、1 台滤布水箱及 2 台滤布冲洗水泵。真空皮带脱水机的

16、滤液经收集后,在 FGD 系统中循环使用。经真空过滤后含水量约为 10的石膏,落入石膏堆料间中贮存。,石膏脱水系统流程,石膏脱水工艺流程,石膏一级脱水系统:石膏浆液排出泵石膏浆液旋流器分离出带有细小积料浆液石膏旋流站溢流缓冲箱废水旋流器废水收集池废水处理系统,石膏二级脱水系统:石膏浆液旋流器进入真空皮带脱水机脱水真空皮带机脱水后的石膏落入石膏库外运;真空皮带脱水机脱出的水滤液接收罐(气液分离器或气水分离器)滤液箱吸收塔;真空泵汽水分离器分离的水滤布冲洗水箱真空皮带脱水机冲洗滤布;,石膏旋流站,石膏浆液输送到安装在石膏脱水车间顶部的石膏旋流站。浓缩到浓度大约50%的底流浆液自流到真空皮带脱水机,

17、溢流浆液自流到石膏旋流站溢流箱通过废水旋流站给料泵排至废水旋流站。废水旋流站的溢流通过废水提升泵送至废水处理系统,底流至滤液水箱,水力旋流器是主要的脱水设备,它主要由进液分配器、旋流子、上部稀液储箱及底部石膏浆液分配器组成。旋流子是利用离心力加速沉淀分离的原理,迫使浆液流切向进入水力旋流器的入口,由此使其产生环形运动。粗大颗粒富集在水力旋流器的周边,而细小颗粒则富集在中心。通过一条可潜管道将已澄清的液体从上部区域排出;而增稠浆液则在底部流出,输送到浆液罐。石膏旋流器组安装在石膏脱水楼的顶部,浓缩后的石膏浆液从旋流器下部自流到真空皮带脱水机进行脱水。,给液,底流,给液,溢流,底流,水力旋流器,水

18、力旋流器,真空皮带脱水机,石膏旋流站底流浆液自流输送到真空皮带脱水机,由真空系统脱水到大于含90%固形物和小于10%水分。当脱水时,石膏经冲洗降低其中的Cl浓度。滤液进入滤液水箱。通过皮带脱水机的翻卸,脱水石膏落入石膏仓,然后由装载机械装至汽车运输。,真空皮带脱水机运行检查:1)检查过滤器滤布在正常位置,无跑偏、撕裂现象;2)检查皮带在正常位置,滤布张力正常;3)过滤器回收罐液位高紧急拉绳没激活;4)检查滤布上石膏饼的厚度分布是否均匀,滤布运转速度是否正常,否则要即时调整;5)检查过滤器电动机声音正常,无异音、无振动;6)检查电动机电流在正常范围内、轴承润滑良好无过热现。,真空泵,石膏脱水系统

19、的运行检查,启动前的检查:(1)脱水机滤布、槽形皮带、滑道安装正确,各支架牢固,皮带上无剩余物,皮带张紧适当。(2)皮带和滤布托辊转动自如无卡涩现象。(3)皮带主轮和尾轮安装完好,轮与带之间应无异物。皮带和滤布应完好,无划伤或抽丝现象,皮带下料处石膏清理器安装位置适当,下料口清理干净。(4)脱水机进浆分配畅通均匀,无堵塞。(5)滤布冲洗水、皮带润滑水、真空槽密封水管道畅通,无堵塞。,(6)确认真空盒与皮带之间间隙适当,其管路畅通,密封严密。(7)真空泵、滤液水泵、废水泵、滤布滤饼冲洗水泵安装完好,管路畅通。(8)开启真空泵冷却水门和密封水进口门,开启真空泵的排水阀向滤布冲洗水箱注水至合适。(9

20、)确认调偏压缩空气压力正常,检查滤布位置偏移传感器是否准确、灵敏;托辊的位移方向正确。(10)启石膏脱水机,检查其前进、停止是否可靠,试转正常后停止其运行。(11)检查并确认皮带脱水机调频盘工作正常,将控制方式置远方,确认 DCS 石膏厚度输出值为零。,(12)确认真空盒高度适当,其调整装置应灵活。密封条密封良好,滑道密封水应适当。(13)旋流器完好,各个旋流子安装正确,漏斗无堵塞,旋流子手动门应开启,电动门应关闭。(14)石膏浆液旋流器底流分配器动作灵活无卡涩。(15)石膏浆液旋流器溢流应畅通无堵塞,至滤液水箱的管道应完好。(16)废水旋流器溢流应畅通无堵塞,至废水缓冲箱的管道应完好。,运行

21、中的检查:(1)检查确认浆液分配器进料是否均匀、无偏料,石膏滤饼厚度适当,出料含水量正常,且无堵塞现象。(2)脱水机速度适当,皮带跑偏装置正常投入。运行时声音正常,滤液接收箱真空度正常。(3)滤布张紧适当、清洁无滤饼黏结,张紧装置保护正常投入。(4)脱水机所有托辊应自由运转、无卡涩,托辊周围干净、无固体沉积物。(5)检查滤布冲洗水箱管路畅通,各润滑水、密封水、滤布冲洗水流量正常、压力正常。(6)真空泵冷却水流量正常,真空泵出力正常。(7)石膏旋流器无磨损、漏浆,且压力正常,旋流效果较佳。,设备参数,废水系统,产生废水是石灰石-石膏法脱硫工艺的缺点,而国家对废水排放有严格规定,限制重金属和其它有

22、害成分的排放浓度。脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中,会富集重金属元素 V、Ni、Mg 和 Cl-等,一方面加速脱硫设备的腐蚀,另一方面影响石膏的品质,因此脱硫装置要排放一定量的废水,其废水 PH 为 46,同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SiO2、Al 和的氢氧化物)、氟化物和微量重金属,如 As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb 等,直接排放对环境造成危害,必须进行废水处理。,系统流程,工艺流程,脱硫废水处理系统包括以下三个子系统:脱硫装置废水处理系统、化学加药系统、污泥脱水系统。脱硫装置废水处理系统工艺流程:脱硫废水中和箱(加入石灰乳)沉降箱(加入有机硫)絮凝箱(加入混凝剂、加入助凝

23、剂)澄清/浓缩器清水箱(加入HCL、次氯酸钠)排放。,脱硫废水的水质特点,水量不稳定;不同脱硫装置的废水水质往往有很大差异,即使同一套脱硫装置在不同阶段排出的废水水质也不相同;废水呈弱酸性,PH值46,悬浮物(石膏、氧化硅、金属氢氧化物以及飞灰)、COD和可溶性的氯化物、硫酸钙、硫酸镁等盐类含量高;脱硫废水即含有一类污染物重金属离子(Cd、Hg、Cr、As、Pb、Ni等重金属离子),又含有二类污染物(Cu、Zn、氟化物、硫化物等),由于这些金属离子来源于不同产地的煤、吸收剂以及补加水,个别重金属离子的浓度可能差别很大,由于FGD系统水分蒸发和循环使用回收水,废水中这些金属离子的浓度可能高于废水

24、排放标准。,反应机理,首先,脱硫废水流入中和箱,在中和箱加入石灰乳,调整废水pH值并使水中的氟离子变成不溶解的氟化钙沉淀,使废水中大部分重金属离子以微溶氢氧化物的形式析出;随后,废水流入沉降箱中,在反应箱中加入有机硫使分散于水中的重金属形成微细絮凝体;,第三步,微细絮凝体在缓慢和平滑的混合作用下在絮凝箱中长成稍大的絮凝体,在絮凝箱加入助凝剂,在下流过程中絮凝剂与絮凝体形成更大的絮凝体;既而在澄清/浓缩器中絮凝体和水分离,絮凝体在重力浓缩作用下形成浓缩污泥,澄清/浓缩器溢流至清水箱内加酸、次氯酸钠调节pH值到6-9后排放。,废水系统运行检查,系统整体启动前的检查:(1)脱硫废水箱的水量满足启动的

25、要求。(2)废水泵、污泥循环泵、污泥输送泵、清水排放泵、石灰乳输送泵、高压清洗水泵等转动灵活,各泵地脚螺栓完好牢固,电机电源装置安全可靠,盘车无卡涩。(3)助凝剂、凝聚剂、有机硫、石灰乳(20和 5)配制完毕。(4)检查风机出口蝶阀、废水池进气阀、石灰乳溶液箱进料阀、各类泵的进出口手动阀,注意石灰乳输送泵的备用泵的进料阀、出料阀应该是关闭的。(5)泵、搅拌等转动设备油位正常。(6)打开废水系统工艺水进水总阀,打开空气储罐的进气阀和出气阀。(7)软手操刮泥机,看是否能启动,如果不能启动,检查原因。,废水系统的启动,(1)废水处理站注水1)向反应箱、絮凝箱、澄清池、等注入工业水,满足搅拌器或刮泥机

26、的启动条件。2)启动搅拌器和刮泥机(2)加药站药品的配置根据要求,制备一定浓度的各药品药液、HCL 溶液、有机硫化物、石灰乳等溶液。(3)从脱水系统接收废水FGD 废水来自于石膏旋流器的溢流,经过废水旋流器至废水箱,打至废水处理系统,调节相应电动门和手动门,接收一定流量的废水。(4)开始处理废水1)将有关设备设置为自动控制。2)启动各化学药品供给泵,将化学药品根据控制参数供给相应的中和箱、反应箱、絮凝箱、澄清池等。3)启动污泥脱水机脱水,废水系统停运,(1)解除加药量、出水排放流量、废水供给流量自动控制;(2)关闭废水缓冲箱泵至中和箱管路上各阀门,将脱水区域输送至废水处理车间的废水流量切断;(

27、3)关闭 HCL 加药泵的出口阀门,停止其运行;(4)停止石灰乳箱、有机硫化物计量箱、FeClSO4计量箱、助凝剂计量箱各箱计量泵,关闭其出口阀门,根据停运时间长短确定是否需要排空。(5)停止污泥循环泵运行;,(6)若长期停运需将澄清/浓缩器排空后,停运澄清/浓缩器刮泥机;(7)关闭出水泵至化学排放阀门,并停止其运行;(8)停运中和箱、沉降箱、絮凝箱、出水箱搅拌器,分别开启各箱的排污阀,将存留液体排尽后关闭。,工艺水和设备冷却水系统,工艺水采用电厂循环水排水,循环水补水做为脱硫工艺水的备用水源,压力为0.30.5MPa,输送到FGD的工艺水箱中。2套FGD系统公用一个工艺水箱,系统共设置3台工

28、艺水泵(两运一备)。4台除雾器冲洗水泵(两运两备)。脱硫设备冷却水来自电厂工业水,工艺水由工艺水泵从工艺水箱输送到各用水点,例如吸收塔、管道冲洗水等。除雾器也用工艺水冲洗。冲洗水由除雾器冲洗水泵自动地、定时地输送到除雾器。设备冷却水取自电厂工业水,其回水进入脱硫工艺水系统。,压缩空气系统,脱硫岛内杂用、仪表用气及CEMS的吹扫用气均由主机的压缩空气系统解决,岛内设仪用、杂用空气贮气罐一个。具体供气范围包括:#1、2吸收入口事故喷淋水箱气动门;#1、2真空皮带脱水机;#1、2CEMS小室;石灰石粉仓布袋除尘器。,排放系统,设置一个事故浆液箱。两个吸收塔地坑。一个石灰石制备区域排放地坑。一个脱水区域排放地坑。事故浆液箱用于吸收塔内检修或事故情况下存放吸收塔浆液。各排水坑用于收集设备冷却、冲洗水及箱罐排放浆液,地坑满后通过地坑泵配入相关箱罐。,谢谢,

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