BE698417A - - Google Patents
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Description
"Colonne d'adsorption" La présente invention concerne une colonne d'adsorption pour séparer au moins un constituant d'un courant gazeux du reste des constituants par adsorption sur une matière adsorbante appropriée. Plus particulièrement, la présents invention concerne un support perfectionné pour un lit de matière adsorbante solide dans une colonne d'adsorption. Une structure largement utilisée dans divers procédés chimiques et en particulier pour le raffinage du pétrole est une colonne ou cuve d'adsorption qui comprend d'une façon générale une chambre allongée, habituellement cylindrique, contenant une matière solide qui est capable d'adsorber un constituant choisi à partir d'un mélange <EMI ID=1.1> colonne comprend en général des conduites ou orifices pour introduire le mélange gazeux dans une extrémité de la colonne et pour évacuer au moins une partie du mélange gazeux à partir de l'autre extrémité de la colonne après son passage à travers le garnissage de matière adsorbante. Les cuves ou chambres qui contiennent la matière adsorbante solide sont parfois très grandes et la masse ou le poids de la matière adsorbante qui y est contenue est importante d'une façon correspondante. Par conséquent, une forte structure de support est nécessaire au fond de la chambre pour supporter le garnissage adsorbant, et il se pose des problèmes pour empêcher l'adsorbant solide de colmater ou d'obstruer les conduites de sortie pénétrant dans la base des colonnes contenant une grande quantité de la matière adsorbante. En outre, une difficulté est fréquemment due au fonctionnement de ces colonnes d'adsorption à des températures élevées dans le but d'extraire des hydrocarbures ou autres matières à partir de vapeurs ou de gaz à haute température du fait que la variation de la température qui peut se produire de temps en temps dans la colonne se traduit par la génération des contraintes <EMI ID=2.1> raccords des conduites et canalisations par suite de la dilatation et de la contraction des éléments reliés. Ces contraintes peuvent être suffisamment élevées pour provoquer une rupture des joints ou un sectionnement des joints et des raccords, de sorte que les gaz qui passent à travers la colonne peuvent s'échapper, une partie du solide adsorbant est perdue, ou bien il peut en résulter d'autres conséquences nuisibles qui nécessitent la mise hors circuit de l'ensemble et son démontage pendant une période de temps <EMI ID=3.1> sionnés. L'une des défaillances les plus fréquentes des joints par suite des contraintes thermiques se produit ; dans'les joints par lesquels les conduites ou canalisations d'évacuation à partir de la colonne d'adsorption sont reliées à la plaque ou fond qui se trouve au-dessous du lit de matière adsorbante pour le supporter. La présente invention fournit une nouvelle struc- <EMI ID=4.1> bante solide utilisée dans la colonne d'adsorption, cette structure convenant particulièrement bien pour être utilisée dans des colonnes d'adsorption qui ont une dimension relativement grande et qui fonctionnent de temps en temps dans des conditions de températures élevées, la colonne pouvant se refroidir entre ces opérations. D'une façon générale, la structure de support du lit de l'invention comprend plusieurs récipients destinés à recevoir le gaz, qui sont disposés dans l'extrémité inférieure de la colonne <EMI ID=5.1> rieure ouverte pour recevoir le gaz, un moyen de fermeture perforé s'étendant en travers de 1'extrémité supérieure ouverte de chacun des récipients pour supporter au-dessus de lui la matière adsorbante solide et pour recevoir le gaz à partir de la matière adsorbante solide, une canalisa- <EMI ID=6.1> pients et sortant par l'extrémité inférieure de la colonne, la canalisation d'élimination des gaz comprenant des conduites reliées aux récipients et s'étendant d'une façon coulissante vers chacun des récipients pour faciliter le mouvement des récipients et des conduites les uns par rapport aux autres par suite des changements thermiques, et une matière solide disposée dans l'extrémité inférieure de la colonne autour des récipients et de leur conduite de liaison pour supporter la matière adsorbante solide dans la colonne et pour maintenir les récipients et les conduites en position. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les récipients destinés à recevoir le gaz sont généralement des structures en forme de boites cylindriques qui comprennent une boîte formant collecteur central qui est reliée à toutes les autres boites de réception du gaz par une canalisation qui pénètre d'une façon coulissante dans chacune des boites. Dans la forme dé réalisation préférée, chacun des récipients et la canalisation de liaison sont enveloppés par une matière calorifuge compressible comme dos fibres de verre, et la matière solide qui est disposée <EMI ID=7.1> pients et des conduites comprend, en plus de l'enveloppe de fibres de verre, une matière coulable qui est versée ou pulvérisée en position autour des éléments entourés par les fibres de verre pour qu'elle durcisse à l'état solide et constitue un support robuste pour la matière adsorbante solide dans la colonne. <EMI ID=8.1> les colonnes d'adaorption construites suivant l'invention peuvent résister à de plus grands efforts thermiques induits par un fonctionnement intermittent de la colonne à des températures élevées sans provoquer de fuites ou <EMI ID=9.1> <EMI ID=10.1> d'entretien nécessaire et par conséquent de l'arrêt de la / colonne est sensiblement réduite. <EMI ID=11.1> colonne d'adsorption qui comprend une structure perfectionnée de support du lit capable de résister sans défaillance à un fonctionnement de la colonne dans une large garnie .. de températures pendant de longues périodes de temps. La présente invention se propose en outre de fournir : - une structure de support du lit relativement peu coûteuse, destinée à être utilisée dans une colonne d'adsorption du type utilisé pour extraire à partir d'un courant gaseux à haute température un ou plusieurs des composants du courant ; - une structure de support du lit destinée à être utilisée dans une colonne d'adsorption, structure de support qui est relativement simple du point de vue mécanique et qui peut être facilement construite et réparée lorsque cela est nécessaire. <EMI ID=12.1> vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 est une élévation de la colonne d'adsorption construite suivant la présente invention ; La figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; ; La figure 3 est une coupe transversale de la <EMI ID=13.1> La figure 4 est une coupe transversale de la colonne d'adsorption suivant la ligne 4-4 de la figure 1 ; La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 2 . La figure 6 est une vue en perspective de l'en- semble du diffuseur monté au sommet de la colonne d'adsorption de l'invention ; et La figure 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la figure 6. En se référant en particulier à la figure 1, une colonne d'adsorption construite suivant;la présente invention est désignée d'une façon générale]par le numéro de référence 10 et comprend une enveloppe métallique allongée 12 généralement cylindrique. L'enveloppe cylindrique 12 est supportée par un socle généralement cylindrique 14 qui peut être solidaire de l'enveloppe 12 ou qui peut être construit comme représenté sur la figure 2 comme un élément cylindrique séparé qui est soudé ou autrement fixé d'une <EMI ID=14.1> représentée, l'enveloppe cylindrique 12 est fermée par des parties d'extrémité supérieure et inférieure généralement concaves 16 et 18, respectivement. La partie d'extrémité inférieure 18 de l'enveloppe 12 est verticalement espacée d'une plaque inférieure ou de base 20 du socle 14 et une ouverture d'accès appropriée 21 est ménagée dans la paroi latérale verticale du socle. L'enveloppe généralement cylindrique 12 est chemisée avec une matière calorifuge coulable appropriée, désignée d'une façon générale par 22. Par l'expression "matière coulable" on désigne une matière réfractaire à laquelle est ajouté un agent de liaison qui peut être cou- lé en place et qui durcit à l'état solide. D'une façon typique, on peut utiliser un mélange approprié de ciment Portland et de perlite broyée comme matière coulable uti- lisée dans la colonne d'adsorption de l'invention. La matière coulable peut être disposée sur la surface interne de l'enveloppe 12 d'une façon appropriée quelconque, comme <EMI ID=15.1> en place par une toile métallique appropriée 24 de renfor- cement de béton qui s'étend entre des goujons. 26 faisant saillie vers l'intérieur à partir de l'enveloppe générale- ment cylindrique 12. Comme on le voit en particulier sur la figure 1 , la partie d'extrémité supérieure concave 16 de l'enveloppe cylindrique 12 présente un raccord à bride 30 d'admission <EMI ID=16.1> <EMI ID=17.1> but de permettre d'enlever la matière adsorbante solide <EMI ID=18.1> <EMI ID=19.1> <EMI ID=20.1> s'étend vers l'extérieur à partir de l'enveloppe cylindrique 12 et qui entoure d'une façon coulissante un bouchon 38 <EMI ID=21.1> ouverture complémentaire ménagée à travers la matière coulable 22 qui chemise l'enveloppe 12. Une poignée appropriée 40 est prévue pour faciliter l'enlèvement du bouchon 38 de matière coulable et une bride pleine <EMI ID=22.1> 46 soudée au tube 36. Lorsque la bride pleine 42 est enlevée de la bride périphérique 46,.le bouchon 38 de matière coulable peut être tiré vers l'extérieur pour permet.. tre d'accéder à l'intérieur de la colonne, de façon à pouvoir en enlever la matière adsorbante. Un ensemble diffuseur désigné d'une façon générale par le numéro de référence 50 est suspendu à la partie d'extrémité supérieure concave 16 de la colonne 10 par quatre tiges de support 48 et est disposé immédiatement au-dessous de l'entrée 30 du gaz. L'ensemble diffuseur 50 est; représenté en détail sur les figures 6 et 7 et comprend trois supports 52 en cornière s'étendant entre les tiges de support 48 et formant un plateau à trois côtés pour supporter une plaque horizontale percée 54 du <EMI ID=23.1> reposent sur les bords supérieurs horizontaux des supports 52 en cornière et s'étendent entre les quatre tiges de <EMI ID=24.1> coté de l'ensemble diffuseur 50. de sorte que la plaque horizontale 54 peut être glissée en position sur les trois cornières 52 à partir du côté de l'ensemble diffuseur qui fait face au trou d'homme 32. Un plateau de distribution désigné d'une façon générale par le numéro de référence 60 s'étend transversa- <EMI ID=25.1> dessous de l'ensemble diffuseur 50. Le plateau de distribution 60 comprend plusieurs tronçons de grille 62 qui <EMI ID=26.1> représentée sur les figures 2 et 4 au moyen do pattes associées 64 s'étendant verticalement. Les tronçons assemblés 62 sont supportés dans la colonne d'adsorption <1>0 par une paire de barres ou de-tiges espaces 66 s'étendant horizontalement qui sont boulonnées chacune aux extrémités inférieures d'une paire de barres verticales 68 soudées ou <EMI ID=27.1> mités supérieures à la partie d'extrémité supérieure concave ,16.. de l'enveloppe 12. L'un des tronçons de grille 62, qui a été désigné par le numéro de référence 62a sur la figure 4, est situé entre les barres horizontales 66 et directement au-dessous du trou d'homme 32, de sorte qu'il peut être enlevé pour permettre d'accéder au sommet de la colonne d'adsorption à l'intérieur de celle-ci au-dessous <EMI ID=28.1> Dans la partie inférieure delà colonne d'adsorption 10 est disposée la structure 70 de support du lit pour supporter le garnissage ou lit de matière adsorbante disposé dans la colonne. La structure de support 70 com- prend plusieurs récipients ou boîtes 72 destinés à recevoir le gaz qui sont disposés d'une façon généralement circulaire, une boite 74 formant collecteur étant située au centre du cercle, Dans la forme de réalisation représentée de l'invention, les boîtes collectrices 72 et la boite 74 formant collecteur ont généralement une forme cylindrique, et'présentent une grille 76 en forme de disque qui s'étend en travers de leur sommet. Une toile.métallique 78 relativement fine recouvre chacune des grilles respectives 76. Chacune des boites 72 disposées en cercle est fixée à l'élément de fermeture inférieur concave 18 eb est supportée par ce dernier au moyen de consoles appropriées 79.. Plusieurs tubes collecteurs 80 s'étendent à <EMI ID=29.1> térieur à partir de cette dernière et relient la boite 74 formant collecteur avec chacune des bottes 72 disposées en cercle autour de la boîte formant le collecteur. Les tubes 80 s'étendent à travers la paroi latérale de chacune des boîtes destinées à recueillir le gaz et on remarquera en se référant à la figure 2 que chacun des tubes 80 a une longueur légèrement supérieure à la distance comprise entre chacune des boites 72 et la boîte 74, Les tubes 80 sont disposas d'une façon coulissante dans la paroi des boîtes respectives 72 et de la botte 74 au lieu d'y être fixées rigidement, dans un but qui sera décrit plus loin. Chaque tube 80 présente une paire de bourrelets de soudure espacés. 82 qui limitent'le mouvement coulissant du tube entre sa boîte respective 62 et la boîte 74. Toutes les boites et tous les tubes 80 sont enveloppés ou enduits d'une matière calorifuge compressible 84, comme des fibres de verre, d'une épaisseur de 12,5 mm environ. Cependant, comme on le voit en se référant à la figure 2, les extrémités supérieures ouvertes des boîtes restent à découvert et ne sont_pas recouvertes de fibres de verre. Après le montage de la partie de la structure <EMI ID=30.1> la matière coulable 22 est disposée au-dessous et sur les côtés des boîtes 72 et 74 et autour des tubes 80 jusqu'au niveau des extrémités supérieures ouvertes des boîtes, comme représenté sur la. figure 2. Une conduite 85 d'évacuation du gaz s'étend d'une façon coulissante à travers le fond de la boîte 74 et s'étend à travers la partie d'extrémité inférieure concave 18 de l'enveloppe 12 ou est aoudée à cette dernière partie, L'extrémité supérieure de la conduite 85 porte un manchon 86 limitant son déplacement qui est espacé le long de la conduite d'un rebord périphérique 88 fixé autour d'elle de façon à permettre un mouvement coulissant limité de la conduite d'évacuation par rapport à la boîte 74, Au-dessous de la partie d'extrémité concave 18 de l'enveloppe 12, la conduite 85 est cintrée pour former un. coude de 90[deg.] de manière qu'elle s'étende horizontalement à travers la paroi latérale du socle cylindrique 14. Un rac- cord approprié 90 d'évacuation des gaz est relié à l'extré- mité de la conduite 85 à l'extérieur de la colonne d'adsorption <EMI ID=31.1> trémité inférieure 18 et la boîte 74 est également entourée d'une matière calorifuge compressible, comme des fibres de verre. Dans la construction de la colonne d'adsorption 10; la structure 70 de support du lit est d'abord montée au-fond de la colonne par des ouvriers qui ont pénétré dans la colon- ne par le trou d'homme 32. Lorsque les boîtes 72, la boîte 74, les tubes 80 et la conduite 85 sont en position et sont enveloppés par les fibres de verre calorifuges de la façon décrite, la matière coulable 22 est alors. disposée sur la pa- <EMI ID=32.1> de pulvérisation bien connues en pratique. Les tiges 48 et 68 destinées à supporter l'ensemble diffuseur 50 et le plateau de distribution 60, respectivement, ont été naturelle- <EMI ID=33.1> diverses parties 62 de la grille du plateau de distribution 60 sont alors boulonnées en place au-dessus des barres de support 66 et sont supportées par elles, à l'exception de la partie 62a formant la trappe de la structure de la grille. Les ouvriers exécutant le montage passent alors par l'ouverture restant pour la trappe 62a du plateau de distribution 60 <EMI ID=34.1> � tale 54 du diffuseur peut être introduite dans l'ensemble 50 en la faisant passer par le trou d'homme 32. Le garnissage de matière adsorbante de la colonne 10, qui, d'une façon typique peut être du carbone activé sous forme de pastilles, peut être introduit dans la colonne avant de mettre le tronçon formant la. trappe 62a en position, de façon que la colonne soit entièrament remplie avec le lit de matière adsorbante entre la structure de support 70 et le plateau de distribution 60, Lorsque <EMI ID=35.1> formant la trappe du plateau de distribution 60 est introduit par le trou d'homme 32 et est boulonné en place pour achever la construction de la colonne. Lorsque la colonne 10 a été reliée à un courant gazeux provenant d'une usine et que l'on désire le soumettre à l'action d'adsorption de la colonne, le gaz entre dans la colonne par l'entrée 30 réservée au gaz et est diffusé radialement dans la colonne par l'ensemble diffuseur 50. Il est alors régulièrement réparti pour passer à travers le lit de la matière adsorbante par le plateau de distribution 60. Après être passé à travers tout le lit de la matière adsorbante, le gaz entre dans les boites 72 et dans la boîte collectrice 74. Le gaz provenant des boites 72 est dirigé vers l'intérieur dans la boîte 74 par les tubes 30, et de la 'boite 74 le gaz est évacué de la colonne 10 par l'intermédiaire de la conduite 85. Pendant des périodes de fonctionnement prolongées, suivies ou précédées par des arrêts de fonctionnement, les éléments métalliques de la structure 70 de support du <EMI ID=36.1> tion et de contraction.Cette dilatation et cette contraction peuvent être absorbées par la nouvelle construction de la structure 70 de support du lit de la présente invention, en ce sens que les parties métalliques de la structure de support sont reliées entre elles d'une façon coulissante et sont séparées de la matière coulable par des fibres de <EMI ID=37.1> tubes 80 subissent une dilatation ou une contraction, aucun effort important n'est exercé sur la matière coulable 22 qui entoure ces éléments à cause de l'interposition entre eux du calorifugeage de fibres de verre 84. En outre, <EMI ID=38.1> des bottes métalliques 72 et 74 ou des tubes collecteurs 80 est évité à cause de l'effet calorifuge du revêtement de fibres de verre. Finalement, le fait que les tubes 80 et la conduite 85 sont reliés d'une façon coulissante plutôt que rigide à leur structure respective en forme de boite permet à ces éléments de se dilater et de se con- tracter sans provoquer de rupture ou de craquelage des <EMI ID=39.1> rigides permanents. D'après la description ci-dessus il ressort que la présente invention fournit une nouvelle colonne d'adsorp- tion très utile qui est caractérisée par une plus longue durée de fonctionnement relativement sans ennuis que celle des colonnes de ce type construites jusqu'ici. En outre, la façon dont la colonne d'adsorption de l'invention est construite permet de la réparer et de l'entretenir plus facilement et permet de charger plus rapidement dans la colonne la matière adsorbante formant le garnissage. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. <EMI ID=40.1>
Claims (1)
- <EMI ID=41.1>de matière adsorb ante dans une colonne d'adsorption du type présentant un récipient allongé pour enfermer une. matière adsorbante solide, structure caractérisée par les points suivants, séparément ou en combinaisons :1. Elle comprend plusieurs récipients destinésà recevoir le gaz disposés à une extrémité de la colonne et présentant des extrémités supérieures ouvertes de ré-<EMI ID=42.1>un moyen de fermeture percé s'étendant sur les extrémités supérieures ouvertes de chacun des récipients pour supporter la matière adsorbante solide au-dessus d'eux, une canalisation d'évacuation du gaz reliée auxdits récipients et sortant par ladite extrémité de la colonne, la canalisation comprenant des conduites reliées auxdits récipients et s'étendant d'une façon coulissante dans chacun des récipients pour faciliter le mouvement des récipients et des conduites les uns par rapport aux autres par suitedes changements de température,'et une matière solide située dans ladite extrémité de la colonne, autour des conduites et des récipients et présentant une surface supérieure horizontale s'étendant généralement dans le même plan que l'extrémité supérieure des récipients pour supporter la matière adsorbante.2. La matière solide comprend une couche de matière calorifuge compressible autour des côtés et des fonds de chacun des récipients et autour des conduites,et une matière coulable solidifiée remplissant ladite extrémité de la colonne jusqu'au niveau des extrémités supérieures ouvertes des récipients et entourant la matière calorifuge compressible.<EMI ID=43.1>de récipients périphériquement espacés, et un récipient formant un collecteur est situé au centre par rapport à ce réseau circulaire, et les conduites s'étendent généralement horizontalement du récipient formant le collecteur vers<EMI ID=44.1><EMI ID=45.1>façon coulissante dans l'un des récipients du roseau cir- culaire et l'autre extrémité qui s'étend d'une façon coulis- sante dans le récipient formant le collecteur.4. Le moyen de fermeture perforé comprend une grille s'étendant sur l'extrémité supérieure ouverte de chacun des récipients destinés à recevoir le gaz et un<EMI ID=46.1><EMI ID=47.1><EMI ID=48.1>vers ladite extrémité de la colonne et passant d'une façon coulissante dans le récipient formant le collecteur.6. La matière solide comprend une couche dematière calorifuge compressible autour des côtés et dufond de chacun des récipients et autour des tubes et dela conduite d'évacuation.7. La matière calorifuge compressible est cons- tituée par des fibres de verre.B - Colonne d'adsorption destinée à contenir une matière adsorbante particulière solide, caractérisée parles points suivants, séparément ou en combinaisons:<EMI ID=49.1>présentant des extrémités supérieure et inférieure fermées.<EMI ID=50.1> un moyen d'admission du gaz dans l'extrémité supérieure de l'enveloppe, un moyen d'évacuation du gaz s'étendant vers le haut au centre, à travers l'extrémité inférieure fermée de l'enveloppe, et un moyen collecteur de gaz relié au moyen d'évacuation du gaz et comprenant plusieurs récipients espacés disposés dans la partie d'extrémité inférieure de l'enveloppe et .is'ouvrant vers le haut dans l'enveloppe pour recevoir le gaz se déplaçant à partir de son extrémité supérieure vers son extrémité inférieure, ;et des tubes reliant d'une façon coulissante des récipients aumoyen d'évacuation du gaz et permettant un mouvement libre des récipients les uns par rapport aux autreset par rapport au moyen d'évacuation du gaz.de façon que des récipients, les tubes et le moyen d'évacuation puissent rester efficacement en communication malgré des variations des efforts thermiques agissantsur eux.<EMI ID=51.1>d'extrémité inférieure de l'enveloppe creuse autour(le.,; tubes et des récipients pour maintenir les tubeset les récipients en position les uns par rapport auxautres et pour supporter la matière adsorbante solide.Ladite colonne comprend une grille distributrice s'étendant en travers de la partie d'extrémité supérieure de l'enveloppe pour répartir régulièrement dans l'enveloppe le gaz qui y est introduit par lemoyen d'admission du gaz.4, Il est prévu en outre un ensemble diffuseurde gaz disposé transversalement au moyen d'admission du gaz à l'intérieur de l'enveloppe dans sa partie d'extré- mité supérieure.<EMI ID=52.1>cher l'entrée de la matière adsorbante solide dans lesdits récipients.6 - Pour séparer les constituants de mélangeapar adsorption sur une matière particulaire solide, ladite colonne d'adsorption comprend un récipient creux allongé présentant une extrémité supérieure et une extrémité infé-. rieure, un moyen d'admission dans la colonne peur introduire un mélange à séparer en ses constituants dans la colonne- au-dessus de son extrémité inférieure, une conduite d'éva- cuation s'étendant dans l'extrémité inférieure de la colon-. ne, plusieurs récipients pour recueillir l'effluent dansla partie d'extrémité inférieure de la colonne, des tubes reliant les récipients à la conduite d'évacuation et montés de façon coulissante dans les récipients pour permettreun mouvement des récipients par rapport à la conduite d'é- vacuation, une matière calorifuge compressible entourantles récipients et. les tubes, et un moyen solide de maintien de position remplissant l'extrémité inférieure du récipient creux allongé et entourant les tubes et entourant partiellement les récipients pour permettre à l'effluent de la colonne d'entrer dans les récipients tout en limitant le mouvement des récipients et des tubes dans la matière calorifuge compressible,
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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BE698417D BE698417A (fr) | 1964-11-19 | 1967-05-12 |
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1967
- 1967-04-03 DE DE19671619846 patent/DE1619846A1/de active Pending
- 1967-05-12 BE BE698417D patent/BE698417A/fr unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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