2 279 917(13) C1

ÐÎÑÑÈÉÑÊÀß ÔÅÄÅÐÀÖÈß
(19)
RU
(11)
2 279 917
(13)
C1
(51) ÌÏÊ
B01J 23/889 (2006.01)
B01J 37/08 (2006.01)
B01J 38/02 (2006.01)
ÔÅÄÅÐÀËÜÍÀß ÑËÓÆÁÀ
ÏÎ ÈÍÒÅËËÅÊÒÓÀËÜÍÎÉ ÑÎÁÑÒÂÅÍÍÎÑÒÈ,
ÏÀÒÅÍÒÀÌ È ÒÎÂÀÐÍÛÌ ÇÍÀÊÀÌ
(12)
ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÈÇÎÁÐÅÒÅÍÈß Ê ÏÀÒÅÍÒÓ
(21), (22) Çà âêà: 2005102295/04, 31.01.2005
(24) Äàòà íà÷àëà îòñ÷åòà ñðîêà äåéñòâè ïàòåíòà:
31.01.2005
(45) Îïóáëèêîâàíî: 20.07.2006 Áþë. ¹ 20
2 2 7 9 9 1 7
îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà, âêëþ÷àþùèé åãî
òåðìè÷åñêóþ îáðàáîòêó, îòëè÷àþùèéñ òåì, ÷òî
àêòèâàöèþ âåäóò ïóòåì íàãðåâàíè ñëî êàòàëèçàòîðà òîëùèíîé 2-3 ñì äî 180-380°Ñ ñî
ñêîðîñòüþ ïîäúåìà òåìïåðàòóðû 10-20°/ìèí ïðè
ïîñòî ííîì îòâîäå ïðîäóêòîâ ðåàêòèâàöèè. Ñïîñîá
ïîçâîë åò
âîññòàíîâèòü
ïåðâîíà÷àëüíóþ
àêòèâíîñòü êàòàëèçàòîðà îêèñëåíè îêñèäà
óãëåðîäà.
R U
(57) Ðåôåðàò:
Èçîáðåòåíèå îòíîñèòñ ê îáëàñòè ñîðáöèîííîé
òåõíèêè è ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî äë ðåãåíåðàöèè
ðàçëè÷íûõ
ìàðîê
ãîïêàëèòà,
óòðàòèâøèõ êàòàëèòè÷åñêóþ àêòèâíîñòü â ïðîöåññå
äëèòåëüíîãî
õðàíåíè .
Ðåãåíåðèðîâàííûå
ñîðáåíòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ñðåäñòâàõ
çàùèòû îðãàíîâ äûõàíè è â ïðîöåññàõ î÷èñòêè
ïðîìûøëåííûõ âûáðîñîâ îò îêñèäà óãëåðîäà.
Ïðåäëîæåí
ñïîñîá
àêòèâàöèè
êàòàëèçàòîðà
Ñòðàíèöà: 1
RU
C 1
C 1
(54) ÑÏÎÑÎÁ ÀÊÒÈÂÀÖÈÈ ÊÀÒÀËÈÇÀÒÎÐÀ ÎÊÈÑËÅÍÈß ÎÊÑÈÄÀ ÓÃËÅÐÎÄÀ
2 2 7 9 9 1 7
Àäðåñ äë ïåðåïèñêè:
606000, Íèæåãîðîäñêà îáë., ã. Äçåðæèíñê,
âîñòî÷íûé ïðîìðàéîí, óë.Ìåíäåëååâà, 401, ÇÀÎ
Ãðóïïà Êîìïàíèé "Ñïåöìàø", Â.À. Âíó÷êîâîé
(73) Ïàòåíòîîáëàäàòåëü(è):
Çàêðûòîå àêöèîíåðíîå îáùåñòâî Ãðóïïà
Êîìïàíèé "Ñïåöìàø" (RU)
R U
(56) Ñïèñîê äîêóìåíòîâ, öèòèðîâàííûõ â îò÷åòå î
ïîèñêå: RU 2129463 C1, 27.04.1999. RU 97100917
A, 20.01.1999. SU 218840 A, 21.04.1971. JP
5111618 A, 07.05.1993. JP 11226389 A,
24.08.1999.
(72) Àâòîð(û):
Íîâè÷êîâ Åâãåíèé Ïåòðîâè÷ (RU),
Ëåéô Âàëåðèé Ýäóàðäîâè÷ (RU),
Äèìêîâè÷ Íèêîëàé Òîäîðîâè÷ (RU),
Ñàòàëêèí Þðèé Íèêîëàåâè÷ (RU),
Õàìêèí Âèêòîð Ëåîíòüåâè÷ (RU),
Êîí õèí Îëåã Àíàòîëüåâè÷ (RU),
Âíó÷êîâà Âàëåíòèíà Àäàìîâíà (RU),
Àôðèí Ñåðãåé Àëåêñàíäðîâè÷ (RU)
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 279 917
(13)
C1
(51) Int. Cl.
B01J 23/889 (2006.01)
B01J 37/08 (2006.01)
B01J 38/02 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005102295/04, 31.01.2005
(24) Effective date for property rights: 31.01.2005
(45) Date of publication: 20.07.2006 Bull. 20
for activating carbon monoxide oxidation catalyst
involving
heat
treatment
thereof
and
characterized by that activation is conducted by
heating catalyst bed 2-3 cm thick to 180-380°C at
temperature
rise
velocity
10-20°C/min
while
constantly carrying away reactivation products.
EFFECT: enabled restoration of catalytic activity.
3 ex
R U
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(57) Abstract:
FIELD: oxidation catalysts.
SUBSTANCE: invention relates to sorption
engineering and can be used for regeneration of
different
kinds
of
hopcalite
lost
catalytic
activity during long-time storage. Regenerated
sorbents can be used un respiratory masks and in
processes or removing carbon monoxide from
industrial emissions. Invention provides a method
Ñòðàíèöà: 2
EN
C 1
C 1
(54) METHOD OF ACTIVATING CARBON MONOXIDE OXIDATION CATALYST
2 2 7 9 9 1 7
(73) Proprietor(s):
Zakrytoe aktsionernoe obshchestvo Gruppa
Kompanij "Spetsmash" (RU)
R U
Mail address:
606000, Nizhegorodskaja obl., g. Dzerzhinsk,
vostochnyj promrajon, ul.Mendeleeva, 401, ZAO
Gruppa Kompanij "Spetsmash", V.A. Vnuchkovoj
(72) Inventor(s):
Novichkov Evgenij Petrovich (RU),
Lejf Valerij Ehduardovich (RU),
Dimkovich Nikolaj Todorovich (RU),
Satalkin Jurij Nikolaevich (RU),
Khamkin Viktor Leont'evich (RU),
Konjakhin Oleg Anatol'evich (RU),
Vnuchkova Valentina Adamovna (RU),
Afrin Sergej Aleksandrovich (RU)
RU 2 279 917 C1
5
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Èçîáðåòåíèå îòíîñèòñ ê îáëàñòè ñîðáöèîííîé òåõíèêè, à èìåííî î÷èñòêå âîçäóøíûõ
ñìåñåé îò îêñèäà óãëåðîäà, è ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî äë ðåãåíåðàöèè ðàçëè÷íûõ ìàðîê
êàòàëèçàòîðà îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà (ãîïêàëèòà), óòðàòèâøèõ êàòàëèòè÷åñêóþ
àêòèâíîñòü â ïðîöåññå äëèòåëüíîãî õðàíåíè .
Ðåãåíåðèðîâàííûå ñîðáåíòû ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ñðåäñòâàõ çàùèòû îðãàíîâ
äûõàíè è â ïðîöåññàõ î÷èñòêè ïðîìûøëåííûõ âûáðîñîâ îò îêñèäà óãëåðîäà.
Èçâåñòíû ðàçëè÷íûå ñïîñîáû àêòèâàöèè ãîïêàëèòà, íàïðèìåð ïóòåì òåðìîîáðàáîòêè ïðè
550-850°Ñ (RU 2063803, 20.07.96) èëè ñóøêè ãàçîâîçäóøíîé ñìåñüþ ïðè ïîâûøåíèè
òåìïåðàòóðû îò 40-75 äî 150-250°Ñ (RU 2035997, 27.05.96).
Èñïîëüçîâàíèå èçâåñòíûõ ñïîñîá àêòèâàöèè íå ïðèâîäèò ê ïîëíîìó âîññòàíîâëåíèþ
àêòèâíîñòè ãîïêàëèòà.
Íàèáîëåå áëèçêèì ïî òåõíè÷åñêîé ñóùíîñòè è äîñòèãàåìûì ðåçóëüòàòàì âë åòñ ñïîñîá àêòèâàöèè ãîïêàëèòà ïóòåì òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè ñëî ïðè t=120-320°Ñ, äàâëåíèè
200-400 êãñ/ì 2, ãàçîâîçäóøíîé ñìåñüþ ñîñòàâà, îá.%:
CO2 - 0,4-1,0;
ÑÎ - íå áîëåå 0,01;
O2 - 16-22;
Àçîò è èíåðòíûå ãàçû - îñò.
Íåäîñòàòêîì ïðîòîòèïà âë åòñ íåâîçìîæíîñòü ïîëíîãî âîññòàíîâëåíè ïåðâîíà÷àëüíîé àêòèâíîñòè êàòàëèçàòîðà ïîñëå äëèòåëüíîãî õðàíåíè è îáåñïå÷åíèå
ñòàáèëüíîñòè åãî àêòèâíîñòè â ñðåäñòâàõ î÷èñòêè âîçäóõà.
Çàäà÷åé èçîáðåòåíè âë åòñ âîññòàíîâëåíèå ïåðâîíà÷àëüíîé àêòèâíîñòè
êàòàëèçàòîðà îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà ïîñëå åãî äëèòåëüíîãî õðàíåíè .
Ïîñòàâëåííà çàäà÷à ðåøàåòñ ïðåäëîæåííûì ñïîñîáîì àêòèâàöèè êàòàëèçàòîðà
îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà ïóòåì òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè åãî, ïðè÷åì àêòèâàöèþ
êàòàëèçàòîðà âåäóò ïóòåì íàãðåâàíè ñëî êàòàëèçàòîðà òîëùèíîé 2-3 ñì äî 180-380°Ñ ñî
ñêîðîñòüþ ïîäúåìà òåìïåðàòóðû 10-20°/ìèí ïðè ïîñòî ííîì îòâîäå ïðîäóêòîâ
ðåàêòèâàöèè.
Èç íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé ëèòåðàòóðû àâòîðàì íåèçâåñòíî èñïîëüçîâàíèå ñïîñîáà
àêòèâàöèè êàòàëèçàòîðà îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà ïóòåì íàãðåâàíè ñëî òîëùèíîé 2-3ñì ñî ñêîðîñòüþ ïîäúåìà òåìïåðàòóðû 10-20°/ìèí.
Ñóùíîñòü ïðåäëàãàåìîãî ñïîñîáà çàêëþ÷àåòñ â ñëåäóþùåì.
Êàòàëèçàòîð îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà (ãîïêàëèò) ïðåäñòàâë åò ñîáîé ñìåñü àêòèâíûõ
îêñèäîâ ìåäè è ìàðãàíöà. Â ïðîöåññå äëèòåëüíîãî õðàíåíè ãîïêàëèò õîðîøî ñîðáèðóåò
âëàãó èç âîçäóõà, ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò ãèäðàòàöè àêòèâíûõ öåíòðîâ (äèîêñèäà ìàðãàíöà)
ñ îáðàçîâàíèåì êðèñòàëëîãèäðàòîâ, êîòîðûå ýêðàíèðóþò àêòèâíûå öåíòðû, çàòðóäí òåì
ñàìûì äîñòóï îêñèäà óãëåðîäà ê íèì è ñíèæà ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû êàòàëèçàòîðà â
öåëîì. Ïðîöåññ îêèñëåíè ÑÎ êèñëîðîäîì ïðîèñõîäèò íà MnO2, êîòîðûé
âîññòàíàâëèâàåòñ äî MnO, à çàòåì MnO âíîâü îêèñë åòñ äî MnO2, ò.å. ïðîèñõîäèò
ïîïåðåìåííîå îêèñëåíèå è âîññòàíîâëåíèå ïîâåðõíîñòè êàòàëèçàòîðà, ïðè ýòîì âûñîêà ñêîðîñòü äàííîãî ïðîöåññà îáåñïå÷èâàåòñ íàëè÷èåì êèñëîðîäíûõ öåíòðîâ íà ïîâåðõíîñòè
ãîïêàëèòà.
Òàêèì îáðàçîì ïðîöåññ àêòèâàöèè ãîïêàëèòà íåîáõîäèìî ïðîâîäèòü òàê, ÷òîáû ñ îäíîé
ñòîðîíû - ïðîøëà ãëóáîêà äåãèäðàòàöè àêòèâíûõ öåíòðîâ, êîòîðà ïðîòåêàåò
ïðè t°>180°Ñ, à ñ äðóãîé - íåîáõîäèìî ñîõðàíèòü íàñûùåííîñòü àêòèâíîé ïîâåðõíîñòè
êèñëîðîäîì, ÷òî îáåñïå÷èâàåòñ ïðè ñòàöèîíàðíîì âåäåíèè ïðîöåññà è ïðè ïîñòî ííîì
îòâîäå ïðîäóêòîâ ðåàêöèè.
 ðåçóëüòàòå ìíîãî÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ óäàëîñü îïòèìèçèðîâàòü ïàðàìåòðû
ïðîöåññà àêòèâàöèè, ïîçâîë þùèå ïîëíîñòüþ âîññòàíîâèòü àêòèâíîñòü êàòàëèçàòîðà.
Îïûòíûì ïóòåì óñòàíîâëåí òåìïåðàòóðíûé èíòåðâàë òåðìîîáðàáîòêè, ñêîðîñòü ïîäúåìà
òåìïåðàòóðû è òîëùèíà ñëî êàòàëèçàòîðà.
Ñïîñîá îñóùåñòâë þò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ñòðàíèöà: 3
DE
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Áåðóò íåàêòèâíûé êàòàëèçàòîð îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà, óâëàæíèâøèéñ â ïðîöåññå
õðàíåíè äî âëàæíîñòè 3-25%, çàãðóæàþò åãî â ïîääîíû ñëîåì 2-3 ñì è ïîìåùàþò â
êàìåðíûå (ñòàöèîíàðíûå) ïå÷è ñ îòâîäîì ïðîäóêòîâ âàêóóìèðîâàíèåì èëè ñ ïîìîùüþ
âåíòèë òîðîâ. Âêëþ÷àþò íàãðåâ ñî ñêîðîñòüþ 10-20°/ìèí äî t=180-380°C, âûäåðæèâàþò
ïðîäóêò ïðè äàííîé òåìïåðàòóðå â òå÷åíèå 1-5 ÷àñîâ, ïðè ýòîì ïðîèçâîä ò ïåðåìåøèâàíèå
êàòàëèçàòîðà, à òàêæå âàêóóìèðîâàíèå èëè îòñîñ âåíòèë òîðàìè ïðîäóêòîâ ðåàêöèè.
Ïðîöåññ âåäóò äî ïîëó÷åíè êàòàëèçàòîðà ñ âëàæíîñòüþ ìåíåå 1,0%. Äàëåå ãîòîâûé
ïðîäóêò âûãðóæàþò â ãåðìåòè÷íóþ òàðó è àíàëèçèðóþò íà äèíàìè÷åñêóþ àêòèâíîñòü ïî
îêñèäó óãëåðîäà.
Ïðèìåð 1
Áåðóò 250 êã íåàêòèâíîãî êàòàëèçàòîðà ñ äèíàìè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ 10 ìèí
(ïåðâîíà÷àëüíà àêòèâíîñòü 46 ìèí), âëàæíîñòüþ 8% è çàãðóæàþò â ïîääîíû ïî 50 êã, ïðè
ýòîì òîëùèíà ñëî ïðîäóêòà ñîñòàâë åò 2,0 ñì, ïîìåùàþò â êàìåðíóþ ñóøèëüíóþ
ýëåêòðîïå÷ü, îáîðóäîâàííóþ âûò æíîé âåíòèë öèåé, è âêëþ÷àþò íàãðåâ ñî ñêîðîñòüþ
10 °/ìèí äî t=180°C, âûäåðæèâàþò êàòàëèçàòîð ïðè äàííîé òåìïåðàòóðå 5 ÷àñîâ,
ïåðåìåøèâàþò ÷åðåç êàæäûå 15-20 ìèí. Ïîñòî ííî ðàáîòàþùà âûò æíà âåíòèë öè îáåñïå÷èâàåò îòâîä ïðîäóêòîâ ðåàêöèè èç ðàáî÷åé çîíû ïå÷è. Ãîòîâûé ïðîäóêò ñ
âëàæíîñòüþ 0,5% âûãðóæàþò â ãåðìåòè÷íûå ñòàëüíûå áàðàáàíû, îõëàæäàþò è ïðîâîä ò
èñïûòàíè íà äèíàìè÷åñêóþ àêòèâíîñòü ïî îêñèäó óãëåðîäà. Îöåíêó äèíàìè÷åñêîé
àêòèâíîñòè êàòàëèçàòîðà ïðîâîä ò íà äèíàìè÷åñêîì ïðèáîðå ÄÏ-2, óñëîâè èñïûòàíèé
ñëåäóþùèå:
- êîíöåíòðàöè îêñèäà óãëåðîäà 6,2+/-0,3 ìã/ë;
- âûñîòà ñëî - 2,5 ñì;
- óäåëüíûé ðàñõîä ãàçîâîçäóøíîé ñìåñè 0,32+/-0,01 äì 3/ìèí⋅ñì 2;
- àáñîëþòíà âëàæíîñòü ãàçîâîçäóøíîé ñìåñè 8,6+/-0,3 ìã/ë;
- òåìïåðàòóðà ïðè èñïûòàíèè 23+/-5°Ñ.
Ïîëó÷åííûé êàòàëèçàòîð èìåë äèíàìè÷åñêóþ àêòèâíîñòü 46 ìèí.
Ïðèìåð 2
Áåðóò 300 êã íåàêòèâíîãî êàòàëèçàòîðà ñ äèíàìè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ 15 ìèí
(ïåðâîíà÷àëüíà àêòèâíîñòü 48 ìèí), âëàæíîñòüþ 6% è çàãðóæàþò â ïîääîíû ïî 60 êã, ïðè
ýòîì òîëùèíà ñëî ïðîäóêòà ñîñòàâë åò 3,0 ñì. Äàëåå ïðîöåññ âåäóò êàê â ïðèìåðå 1 çà
èñêëþ÷åíèåì òîãî, ÷òî íàãðåâ âêëþ÷àþò ñî ñêîðîñòüþ 15°/ìèí äî t=250°C è ïðîäóêò
âûäåðæèâàþò 4 ÷àñà.
Ïîëó÷åííûé êàòàëèçàòîð èìåë äèíàìè÷åñêóþ àêòèâíîñòü 48 ìèí.
Ïðèìåð 3
Áåðóò 300 êã íåàêòèâíîãî êàòàëèçàòîðà ñ äèíàìè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ 8 ìèí
(ïåðâîíà÷àëüíà àêòèâíîñòü 45 ìèí), âëàæíîñòüþ 10%, çàãðóæàþò â ïîääîíû è âåäóò
ïðîöåññ êàê â ïðèìåðå 2 çà èñêëþ÷åíèåì òîãî, ÷òî íàãðåâ âåäóò ñî ñêîðîñòüþ ïîäúåìà
20 °/ìèí äî t=380°C è ïðîäóêò âûäåðæèâàþò â ïå÷è 3 ÷àñà.
Ïîëó÷åííûé êàòàëèçàòîð èìåë äèíàìè÷åñêóþ àêòèâíîñòü 46 ìèí.
Îïûòíûì ïóòåì ïîäîáðàíû è óñòàíîâëåíû îïòèìàëüíûå ðåæèìû àêòèâàöèè, ïðè ýòîì
âûáîð îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ îáóñëîâëåí ñëåäóþùèì. Ïðè òåìïåðàòóðå ìåíåå 180°Ñ íå
óäàåòñ ïðîâåñòè äåãèäðàòàöèþ êèñëîðîäíûõ öåíòðîâ, à ïðè t>380°ïðîèñõîäèò ïðîöåññ
âîññòàíîâëåíè àêòèâíîãî Mn +4 äî íåàêòèâíîãî Mn +2. Òîëùèíà ñëî êàòàëèçàòîðà ïðè
òåðìîîáðàáîòêå âûáðàíà òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû äîñòè÷ü îïòèìàëüíîãî áàëàíñà ìåæäó
ïðîöåññîì óäàëåíè âîäû ñ ïîâåðõíîñòè çåðíà êàòàëèçàòîðà è îòâîäà ïðîäóêòîâ èç
ðàáî÷åé çîíû òåðìîàïïàðàòà. Ñêîðîñòü ïîäúåìà òåìïåðàòóðû â ïðåäåëàõ 10-20°/ìèí
îáåñïå÷èâàåò ïîñòåïåííîå è ðàâíîìåðíîå ïðîãðåâàíèå ñëî êàòàëèçàòîðà, ò.ê. íàãðåâ ñ
áîëåå âûñîêîé ñêîðîñòüþ ïðè ïîâûøåííîé âëàæíîñòè êàòàëèçàòîðà (8-25%) ïðèâîäèò ê
èíòåíñèâíîìó âûäåëåíèþ ïàðîâ âîäû â íà÷àëå ïðîöåññà, à íàãðåâ ñî ñêîðîñòüþ ìåíåå
10 °/ìèí ýêîíîìè÷åñêè íåöåëåñîîáðàçåí.
Ïðåäëîæåííûé ñïîñîá ïîçâîë åò ïîëíîñòüþ âîññòàíîâèòü ïåðâîíà÷àëüíóþ àêòèâíîñòü
Ñòðàíèöà: 4
RU 2 279 917 C1
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êàòàëèçàòîðà îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà.
Êàê ñëåäóåò èç âûøåèçëîæåííîãî, êàæäûé èç ïðèçíàêîâ çà âëåííîé ñîâîêóïíîñòè â
áîëüøåé èëè ìåíüøåé ñòåïåíè âëè åò íà äîñòèæåíèå ïîñòàâëåííîé öåëè, à âñ ñîâîêóïíîñòü âë åòñ äîñòàòî÷íîé äë õàðàêòåðèñòèêè çà âëåííîãî òåõíè÷åñêîãî
ðåøåíè .
Ôîðìóëà èçîáðåòåíè Ñïîñîá àêòèâàöèè êàòàëèçàòîðà îêèñëåíè îêñèäà óãëåðîäà, âêëþ÷àþùèé åãî
òåðìè÷åñêóþ îáðàáîòêó, îòëè÷àþùèéñ òåì, ÷òî àêòèâàöèþ âåäóò ïóòåì íàãðåâàíè ñëî êàòàëèçàòîðà òîëùèíîé 2-3- ñì äî 180-380°Ñ ñî ñêîðîñòüþ ïîäúåìà òåìïåðàòóðû 1020°/ìèí ïðè ïîñòî ííîì îòâîäå ïðîäóêòîâ ðåàêòèâàöèè.
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