CN2816013Y - 纸浆洗涤黑液浓缩装置 - Google Patents

Abstract

一种纸浆洗涤黑液浓缩装置，主要是立式逆向洗涤装置由保温壳体及其内设置的上、下级首、尾相连的多级逆向洗涤器构成，在每级逆向洗涤器上均设置有堆积传感器，温度传感器及速率传感器，而滤液加热器通过电磁阀分别与逆向洗涤装置的相应级逆向洗涤器连接，又与真空罐及压缩空气罐连通，同时滤液加热器，又通过注、回水管与清水加热罐连通。它不仅能连续、自控多级逆向洗涤，可有效地提高黑液提取率，达99％以上，其排放的黑液浓度达16％以上，并能有效地节省纸浆洗涤用水，使吨浆料洗涤用水不足10吨。从而，可解决造纸用水量居高不下的问题，有利于环境保护。同时，没有中段废水产生，可使污水治理费减少50％以上。

Description

纸浆洗涤黑液浓缩装置

                           技术领域

本实用新型涉及一种造纸纸浆洗涤设备，特别是纸浆洗涤黑液浓缩装置。

                           背景技术

造纸是利用植物中的纤维素来进行生产的，该纤维素主要来自木材、麻、麦草、稻草、芦苇及蔗渣等植物中。造一吨纸需要2.6吨原料，其中非纤维素物质占1.6吨以上，这种非纤维素物质需用大量的水洗涤才能除去。通常，洗涤纸浆的办法是依靠多次挤滤，逆向用浓度差的废液，扩散置换纤维中高浓度废液。目前，我国造纸业对纸浆洗涤处理时，采用的洗涤设备种类很多：有沿用原始的静压洗涤池，采用大量清水洗涤纸浆，置换出其中的非纤维素物质如木质素，半纤维素、灰粉、果胶等，吨浆耗水300余吨；有采用纯挤压方式机械设备的，如螺旋挤浆机，对辊挤浆机；还有采用圆网鼓式，落差侧压式挤滤，扩散置换设备的。它们均系单机作业，一次性洗涤，耗水量仍很大；也有采用三机组合压力洗浆机的，它虽为逆向洗涤，但是不易保温，容易使空气浸入产生皂化泡沫，造成对生产环境的影响，给生产带来麻烦。总之，不管采用上述哪种方法对纸浆进行洗涤，洗涤后的浆料仍需后期清洗，并在清洗过程中均会产生大量的低浓度中段废水，而且洗涤吨浆耗水量为250-300吨之间，黑液提取率低，黑液的浓缩率也较低，从而，造成污水治理工作量大，费用高。同时，还会造成严重的环境污染，不利于环境保护。

                           实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种纸浆洗涤黑液浓缩装置，它能够克服已有技术的不足，可有效地降低吨浆洗涤耗水量，不再产生中段废水，大大地节约用水，并且能连续自动控制逆向多级洗涤。可有效地提高黑液的提取率，使提取黑液的浓缩率高，其浓度达到16％以上。

其解决方案是：本装置是采用下一级洗涤器挤滤出的低浓度滤液，注入到上一级洗涤器置换出较高浓度滤液的逆向多级洗涤方法，对纸浆进行洗涤的。其逆向洗涤装置由带保温层的壳体及其内设置的上、下级首、尾相连通的多级逆向洗涤器构成。每级逆向洗涤器包括挤滤机构及与其连通的交溶置换机构两部分。而第一级逆向洗涤器由位于壳体内的一级交溶置换机构及与其相连通且位于壳体外的浆料输送挤滤机构组成。并在每级逆向洗涤器上设置有堆积传感器和速率传感器，用于监控调整浆料的运行速率，令各级逆向洗涤器中的浆料运行保持一致，还设置有温度传感器，令热交换系统调整热水循环速度，改善滤液温度。通过电磁阀分别与逆向洗涤装置的各相应级逆向洗涤器相连通的滤液加热器，又分别与真空罐和压缩空气罐连通，还分别通过注、回水管与清水加热罐连通。由清水加热罐向滤液加热器内注入热水，供其热交换使用。

当被第一级挤滤机构挤滤后，挤出的16％以上高浓度的滤液，直接送污水处理站处理，而第二级挤出的滤液浓度不到7％，直接送给喷仓，代替清水稀释原浆。从第三级以下挤出的滤液经真空机构抽吸到各级的滤液加热器内，经热交换后滤液恢复到预定值，又经空压机构分别压送给前级滤后的浆料，恢复浆料的浆液比，经交容置换机构混匀后，再送进下一级逆向洗涤器。其循环工作是依靠滤液加热器内设置的限位传感器及电磁阀，经相应的连接管路进行自动控制运行的，并通过设置在抽吸、压送管路上的流量控制器来调整控制挤出的70％滤液，用于补充给下一级低浓度的滤液，以保证补充给定量的70％，从而来维持多级浆料1∶13的浆液比，可使该装置协调有序的自动控制运行。并使黑液提取率达99％以上，而吨干浆洗涤用水仅9.1吨左右，不足10吨。

所述的上、下级首、尾相连通的多级逆向洗涤器为2-12级。

所述的每级逆向洗涤器由齿盘，它通过与其相啮合的齿轮与动力源机连接，齿盘上连接有齿盘套筒及带有滤液排出口的底盘，底盘上设置有与交溶置换机构连通的排浆料孔，以及与滤液排出口连通的滤液通道和汇合滤液通道，在齿盘套筒上套装有与底盘连接的内滤筒，其上依次套装有与底盘连接的内滤网，外滤网和外滤筒，于内、外滤网之间形成的空间为挤滤仓，该挤滤仓内设置有与齿盘套筒连接的锥型螺旋挤滤器，构成挤滤机构。混匀内桶连接在齿盘下方，在混匀内桶上套装有混匀外桶，于混匀内、外桶之间形成的空腔内设置有混匀器，构成交溶置换机构。而混匀器由上、下布置连接在混匀内桶上且呈“V”型及倒“∧”型混匀板，以及混匀齿板组成。当齿盘在动力源机的作用下转动时，迫使齿盘套筒转动，并带动锥型螺旋挤滤器转动，对浆料进行挤滤；同时，齿盘又迫使混匀内桶转动，并带动混匀器转动，对浆料进行混匀，交溶置换成浆液比为1∶13的流体浆料，提供给下一级。

所述的浆料输送挤滤机构由带进料斗的浆料输送筒，其内设置有螺旋推送器，它套装在接动力源机的推送轴上，而浆料输送筒由上、下两个半个圆筒组成，且下半圆筒为网状，于网状的下半圆筒处设置有带排液口的浓黑液储液器而构成。但是，螺旋推送器为收缩式，其螺旋间距从始端到末端的间距收缩此为2∶1-5∶1。

所述的滤液加热器由加热器外壳及其内设置的经电磁阀相互连通的储液罐，并在每个储液罐上设置有上、下限位传感器而构成。

本实用新型主要是立式逆向洗涤装置由保温壳体及其内设置的上、下级首、尾相连通的多级逆向洗涤器构成。每级逆向洗涤包括挤滤机构及交溶置换机构两部分，并在每级逆向洗涤器上设置有堆积传感器，速率传感器及温度传感器；而滤液加热器通过电磁阀分别与逆向洗涤装置的各相应级逆向洗涤器连通，又与真空罐和压缩空气罐连通，清水加热罐通过注、回水管与滤液加热器连通。由于逆向洗涤装置为立式，而浆液比为1∶13的浆料呈流体状，故浆料向下运动阻力小，动力消耗低，整机电耗不足25KW，并且容易多级组合，结构紧凑，保温效果好，可防止壳体外空气侵入。又由于采用立式滤网，不容易挂网堵塞，可连续运行，生产效率高，能年处理干浆25000吨。同时占地面积小，自动化程度高，所需操作人员少。它不仅能对纸浆进行连续自动控制逆向多级洗涤，使纸浆洗涤彻底，黑液提取率高，达99％以上，黑液浓缩率高，其浓度达16％以上。而且能有效地降低吨浆洗涤耗水量，使一吨干浆洗涤耗水量不足10吨，而且没有中段废水产生，与已有技术吨浆洗涤耗水250-300吨相比，可节约用水200余吨，若以全国造纸制浆年产5000万吨计，一年可节省地下水资源100亿立方。这样，不仅解决了造纸业耗水量居高不下的问题，能减轻造纸业污水治理的负担50％以上，而且还能减少造纸废水对环境的污染问题，有利于环境保护。并能彻底改善造纸业的生产环境。

另外，该装置可以和碱回收设备配套使用，能提高碱回收设备生产能力20-40％，同时又能节省碱回收的热能消耗40-60％。再则，对于所排放的浓黑液，可采用复式酸化法进行处理，使处理后的废水COD达到400以下，完全可以回用。

                           附图说明

图1为纸浆洗涤黑液浓缩装置的结构示意图。

图2为图1中M处放大图。

图3为图1中的A-A剖面放大图。

图4为图1中的B-B剖面放大图。

图5为图2中底盘的主视图。

图6为图5中的C-C剖视图。

图7为滤液加热器内设置的储液罐结构展开示意图。

图8为纸浆洗涤黑液浓缩装置的工作原理图。

                           具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。

图1至图8中，逆向洗涤装置为立式，由带保温层的壳体5及其内设置的上、下级首、尾相连通的六级逆向洗涤器构成。每级逆向洗涤器包括挤滤机构及与其上、下布置且相连通的交溶置换机构两部分。而第一级逆向洗涤器由位于壳体5内的一级交溶置换机构及与其连通且位于壳体5外的浆料输送挤滤机构40构成。浆料输送挤滤机构40由带进料斗43的浆料输送筒，其内设置有螺旋推送器46，它套装在推送轴45上，该推送轴45与浆料输送筒轴承连接，并通过皮带传动与1.5KW的动力源调速电机38连接而构成，而螺旋推送器46为收缩式，其螺旋间距从始端到末端的间距收缩比为5∶1。浆料输送筒由上、下两个半圆筒75，42法兰对接相连为一体，并在上、下半圆筒75，42上均布有与其固定连接的上、下半圆支撑固定板44，76，可保证浆料输送筒的整圆度，从而可使其内的部件能正常运行，下半圆筒42呈网状，并在网状的下半圆筒处连接有半圆形的浓黑液储液器41，其上设置有排液口39。通过排液口39能将第一级挤滤出的浓黑液排放出，并送到污水处理站进行处理。一级交溶置换机构有一级混匀内桶47，它通过连接板70及牵引板69与二级齿盘套筒71固定连接，并随其转动，在一级混匀内桶47上套装有一级混匀外桶48，于该混匀外桶上方连接有一级环型喷管1，可将第三级滤液喷给滤后的浆料。在内、外混匀桶47，48之间形成的空间内设置有均布的6组混匀器，而每一组混匀器由与一级混匀内桶47固定连接且呈上、下布置并随之转动的一级“V”型混匀板2，一级倒“∧”型混匀板3及双面齿混匀齿板4构成。并在该交溶置换机构下部的混匀外桶48上连接有与3KW调速电机6相连的堆积传感器49，温度传感器50及速率传感器68。当浆料有堆积现象产生时，通过堆积传感器49发出信息，传送给调速电机6，令其调整转速，直至堆积现象消失后，调速电机6自动恢复到原来的转速，继续正常工作。当浆料温度低于60℃时或高于85℃时，温度传感器50发出信息，可通过调整清水加热罐输送热水的循环速度，使之浆料的温度升、降。

通过本级逆向洗涤器，对浆料进行一级挤滤，可将纸浆浆料中的70％黑液挤滤出来，排放到污水治理站进行处理，而滤后的浆料由第三级逆向洗涤器补充挤出的滤液，并经本级交溶置换机构混匀后，构成浆液比为1∶13的浆料，再送入第二级逆向洗涤器。

第二级逆向洗涤器由底盘56，它通过底盘支架66与壳体5固定连接，在底盘56上设置有排浆料孔55，以及滤液通道82，83，它们二者与汇合滤液通道84连通，该通道又与滤液排液口67连通。二级环型喷管65连接在底盘56的下方。位于底盘56下面的锥齿盘63通过齿盘钢球64与底盘56连接，又通过与其相啮合的锥齿轮62及传动轴57与3KW动力源调速电机6连接，而传动轴57轴承连接在底盘56上。在锥齿盘63上方固定连接有齿盘套筒71，它与一级混匀内桶47相连。齿盘套筒71上套装有通过钢球74与连接板70密封连接的二级内滤筒72，其下端与底盘56固定连接，二级内滤筒72上依次套装有二级内滤网73，二级外滤网52及二级外滤筒51，其上端与一级混匀外桶48法兰连接，下端与底盘56固定连接，在二级内、外滤网73，52之间形成锥型空腔，称之谓挤滤仓。位于该挤滤仓内的锥型螺旋挤滤器53，其上端连在与齿盘套筒71相连的牵引板69上，可随齿盘套筒71转动，下端经轴承54与底盘56连接，构成二级挤滤机构。在锥齿盘63下方连接有二级混匀内桶61，其上套装有与底盘56相连接的二级混匀外桶60，在它们二者之间形成的空间内设置有均布的6组混匀器，构成二级交溶置换机构。而每一组混匀器由与二级混匀内桶61固定连接且呈上、下布置的二级“V”型混匀板58，二级倒“∧”型混匀板59及双面齿混匀齿板7组成。并在二级混匀外桶60下部侧面上连有与3KW调速电机6相连的二级堆积传感器，温度传感器及速率传感器。浆料在二级逆向洗涤器内通过挤滤洗涤，交溶置换后，构成浆液比为1∶13的浆料，送下级逆向洗涤器。

以下第三、四、五、六级逆向洗涤器的结构与第二级逆向洗涤器的结构完全相同。只是第三、四、五、六级逆向洗涤器，它们的锥齿盘分别通过与其相啮合的锥齿轮及传动轴与相应的2.2KW动力源调速电机相连接。

滤液加热器由加热器外壳81及其内设置的4个储液罐77，78，79，80组成，在每个储液罐上均连接有上限位传感器89及下限位传感器90，用以控制储液罐内液位。与空压机31相连的压缩空气罐29通过四路一通电磁阀88及相应连接管分别与储液罐77，78，79，80连通，可向各储液罐内分别加压，迫使其排液；而与真空泵30相连的真空罐28通过四路一通电磁阀85及相应的连接管分别与储液罐77，78，79，80连通，可将各储液罐内分别抽吸成真空，形成负压，以便滤液注入；与逆向洗涤器底盘上的排液口连通的四路一通电磁阀86通过相应的连接管分别与储液罐77，78，79，80连通，可向各储液罐内分别抽吸滤液，进行热交换；与逆向洗涤器的环型喷管连通的四路一通电磁阀87通过相应的连接管分别与储液罐77，78，79，80连通，能分别将各储液罐内滤液压出，进入上一级逆向洗涤器的交溶置换机构，进行混匀，构成浆液比为1∶13的浆料，提供给下一级逆向洗涤器。

清水加热罐34通过热水泵35，流量控制器36及注水管93分别与滤液加热器21、20、26、27连通，又通过回水管37分别与滤液加热器21、20、26、27连通，形成热水循环回路。由清水加热罐34向各滤液加热器内注入热水，经热交换后，由回水管37返回清水加热罐34内，供循环使用。而清水加热罐34又通过热水泵33，流量控制器32及注水管94与五级环型喷管13连通，可向第五级逆向洗涤器内补充热水。

滤液加热器27通过连接管22与二级环型喷管65连通，又通过连接管25与四级底盘10的排液口连通。当第四级逆向洗涤器内的滤液经连接管25进入滤液加热器27内进行热交换后，又经连接管22及二级环型喷管65送入第二级逆向洗涤器，用作补充液。

滤液加热器26通过连接管24与三级底盘8的排液口连通，又通过连接管23与一级环型喷管1连通。当第三级逆向洗涤器内的滤液经连接管24进入滤液加热器26内进行热交换后，又经连接管23及一级环型喷管1进入第一级逆向洗涤器，用作补充液。

滤液加热器20通过连接管19与六级底盘14的排液口连通，又通过连接管18与四级环型喷管11连通。当第六级逆向洗涤器内的滤液经连接管19进入滤液加热器20内进行热交换后，又经连接管18及四级环型喷管11进入第四级逆向洗涤器，用作补充液。

滤液加热器21通过连接管17与五级底盘12的排液口连通，又通过连接管16与三级环型喷管9连通。当第五级逆向洗涤器内的滤液经连接管17进入滤液加热器21内进行热交换后，又经连接管16及三级环型喷管9进入第三级逆向洗涤器，用作补充液。

采用本装置对纸浆进行逆向洗涤的过程是：首先按设备设定三级以下滤液浓度配成滤液，注入滤液加热器的相应储液罐内，供逆向洗涤用。其次将原浆稀释成浆液比为1∶13的浆料后，通过进料斗43喂入第一级逆向洗涤器的浆料输送挤滤机构内，经收缩式螺旋推送器46进行一级挤滤，可挤滤出70％的浓黑液，其浓度可达16％以上，该浓黑液经浓黑液储液器41的排液口39排出，送到污水处理站处理。该排出的浓黑液若采用复式酸化法对此进行处理，处理后的废水COD不超过400，完全可以回用。然后，由第三级逆向洗涤器的挤滤机构挤滤出的70％滤液，其浓度为2.95％，经连接管24进入滤液加热器26进行热交换后，通过连接管23及一级环型喷管1，喷给本级的滤后浆料，并进入本级的交溶置换机构，进行混匀后，构成浆液比为1∶13的浆料后，再进入第二级逆向洗涤器。

进入第二级逆向洗涤器的浆液比为1∶13的浆料，经二级挤滤机构挤滤后，挤滤出的70％滤液，其浓度为6.85％，经连接二级底盘56排液口67的连接管排出，送到喷仓，代替清水，用于稀释原浆。而由第四级逆向洗涤器的挤滤机构挤滤出的70％滤液，其浓度为1.15％，通过连接管25进入滤液加热器27内进行热交换后，经连接管22及二级环型喷管65喷给本级滤后的浆料，并进入本级交溶置换机构进行混匀后，构成浆液比为1∶13的浆料，再进入第三级逆向洗涤器。

进入第三级逆向洗涤器的浆液比为1∶13的浆料，经三级挤滤机构三级挤滤后，挤滤出的70％滤液，浓度为2.19％，通过连接管24进入滤液加热器26，进行热交换后，经连接管23及一级环型喷管1，喷给一级滤后浆料，通过一级交溶置换机构混匀后，构成浆液比为1∶13的浆料，供给下级逆向洗涤器。而由清水加热罐34通过注水管94及五级环型喷管13，向第五级逆向洗涤器内注入加热清水，构成浆液比为1∶13的浆料，并进行挤滤，挤滤出的70％滤液，浓度为0.45％，通过连接管17进入滤液加热器21内进行热交换后，经连接管16及三级环型喷管9喷给第三级逆向洗器滤后的浆料，并进入第三级交溶置换机构进行混匀后，构成浆液比为1∶13的浆料，再进入第四级逆向洗涤器。

进入第四级逆向洗涤器的浆液比为1∶13的浆料，经四级挤滤机构挤滤后，挤滤出的70％滤液，浓度为1.15％，通过连接管25进入滤液加热器27，进行热交换后，经连接管22及二级环型喷管65喷给第二级逆向洗涤器。而根据用户要求可通过连接管92及六级环型喷管15向第六级逆向洗涤器中加入清水(或漂白剂)，构成浆液比为1∶13的浆料，通过第六级挤滤机构挤滤，挤滤出70％的滤液，其浓度为0.13％，通过连接管19进入滤液加热器20，进行热交换后，经连接管18及四级环型喷管11喷给第四级滤后的浆料，并进入第四级交溶置换机构，进行混匀后，构成浆液比为1∶13浆料，再进入第五级逆向洗涤器。

进入第五级逆向洗涤器的浆液比为1∶13的浆料，经第五级挤滤机构挤滤后，挤滤出的70％滤液，其浓度为0.45％，通过连接管17进入滤液加热器21，进行热交换后，经连接管16及三级环型喷管9喷给第三级逆向洗涤器。然后由清水加热罐34经连接管94及五级环型喷管13定量补充给热水，并通过本级交溶置换机构混匀后，构成浆液比为1∶13的浆料，再进入第六级逆向洗涤器。

进入第六级逆向洗涤器的浆液比为1∶13的浆料，经第六级挤滤机构挤滤后，挤滤出的70％滤液，其浓度为0.13％，通过连接管19进入滤液加热器20，进行热交换后，通过连接管18及四级环型喷管11喷给第四级逆向洗涤器。而经本级挤滤洗净后的浆料，其中吨浆料最终含非纤维素物质残留量只有0.05％。实现了黑液提取率达99％以上。排出的黑液浓度达16％以上。并将本级挤滤洗净后的浆料，送到打浆漂白工段。

在上述六级逆向洗涤过程中，可通过各级的温度传感器来监控浆料的温度，并通过调整热水的循环速度来调整浆料温度的升降，若温度低时，需加速热水的循环速度，以达到升温之目的，若温度高时，需减缓热水的循环速度，以达到降温之目的。还可通过堆积传感器来监控调整浆料的运行速度，以防浆料的堆积现象发生。并由速率传感器来监控浆料的运行速率。同时，通过流量控制器定量控制给第五级逆向洗涤器补充的热水，又通过流量控制器来控制热水的流量，以保证滤液加热器内热交换温度，通过上、下限位传感器控制储液罐内的液位，从而可实现连续、自控逆向多级洗涤。

Claims (6)

1、一种纸浆洗涤黑液浓缩装置，其特征在于逆向洗涤装置由带保温层的壳体(5)及其内设置的上、下级首、尾相连通的逆向洗涤器构成，每级逆向洗涤器包括挤滤机构及与其连通的交溶置换机构两部分，而第一级逆向洗涤器由位于壳体(5)内的一级交溶置换机构及与其连通且位于壳体(5)外的浆料输送挤滤机构(40)组成，并在每级逆向洗涤器上设置有堆积传感器(49)，温度传感器(50)及速率传感器(68)，通过注、回水管(93)、(37)分别与清水加热罐(34)连通的滤液加热器(21)、(20)、(26)、(27)，又分别通过电磁阀(85)、(86)、(87)、(88)与逆向洗涤装置的各相应级逆向洗涤器相连通，而滤液加热器(21)、(20)、(26)、(27)还分别通过相应的电磁阀与真空罐(28)及压缩空气罐(29)连通。

2、如权利要求1所述的纸浆洗涤黑液浓缩装置，其特征在于上、下级首、尾相连通的逆向洗涤器为2-12级。

3、如权利要求1所述的纸浆洗涤黑液浓缩装置，其特征在于每级逆向洗涤器由齿盘(63)，它通过与其相啮合的齿轮(62)与动力源机(6)相连接，齿盘(63)上连接有齿盘套筒(71)及带有滤液排出上(67)的底盘(56)，底盘(56)上设置有与交溶置换机构连通的排浆料孔(55)，以及与滤液排出口(67)连通的滤液通道(82)、(83)及汇合滤液通道(84)，在齿盘套筒(71)上套装有与底盘(56)相连的内滤筒(72)，于内滤筒(72)上依次套装有与底盘(56)连接的内滤网(73)、外滤网(52)及外滤筒(51)，在内、外滤网(73)、(52)之间形成的空间为挤滤仓，该挤滤仓内设置有与齿盘套筒(71)相连的锥型螺旋挤滤器(53)，构成挤滤机构，混匀内桶(61)连接在齿盘(63)的下方，在混匀内桶(61)上套装有混匀外桶(60)，于混匀内、外桶(61)、(60)之间形成的空腔内设置有混匀器，构成交溶置换机构，而混匀器由上、下布置连接在混匀内桶(61)上且呈“∨”型及倒“∧”型混匀板(58)、(59)及混匀齿板(7)组成。

4、如权利要求1所述的纸浆洗涤黑液浓缩装置，其特征在于浆料输送挤滤机构由带进料斗(43)的浆料输送筒，其内设置有螺旋推送器(46)，它套装在接动力源机的推送轴(45)上，而浆料输送筒由上、下两半圆筒(75)、(42)组成，且下半圆筒(42)为网状，于网状的下半圆筒(42)处设置有带排液口(39)的浓黑液储液器(41)而构成。

5、如权利要求4所述的纸浆洗涤黑液浓缩装置，其特征在于螺旋推送器(46)为收缩式，其螺旋间距从始端到末端的间距收缩比为2∶1-5∶1。

6、如权利要求1所述的纸浆洗涤黑液浓缩装置，其特征在于滤液加热器由加热器外壳(81)及其内设置的经电磁阀(85)、(86)、(87)、(88)相互连通的储液罐(77)、(78)、(79)、(80)，并在每个储液罐上连接有上、下限位传感器(89)、(90)而构成。

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