DE19816552C2 - Device for carrying out a continuous drying process for inorganic or organic sludges without the supply of external thermal energy - Google Patents
Device for carrying out a continuous drying process for inorganic or organic sludges without the supply of external thermal energyInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung eines kontinuierlichen Trocknungsverfahrens für Schlämme anorganischer oder organischer Herkunft ohne Zufuhr von fremder thermischer Energie.The invention relates to a device for Performing a continuous Drying process for inorganic or sludge organic origin without the supply of foreign thermal energy.
Die Trocknung unterschiedlichster Schlämme auf den Gebieten der Aufbereitungstechnik, der Verfahrenstechnik oder bei diversen Umwelttechnologien wird seit langer Zeit praktiziert, um vorrangig den Anteil der Trockensubstanz zu erhöhen oder um sinngemäß den Anteil flüssiger Phasen zu reduzieren. Die damit einhergehenden Volumenreduzierungen der Ausgangsmaterialien sowie der spezifischen Gewichte insbesondere bei organischen Schlämmen gehören dabei zu den angestrebten Effekten. Noch bedeutungsvoller sind vielfach die dadurch erzielten getrockneten Endprodukte für nachfolgende Verwendungen oder Endlagerungen.The drying of various sludges on the Fields of processing technology, the Process engineering or with various environmental technologies has been practiced for a long time in order to To increase the proportion of dry matter or in order to reduce the proportion of liquid phases. The one with it accompanying volume reductions of Starting materials and specific weights especially in the case of organic sludges the desired effects. Are even more significant often the resulting dried end products for subsequent uses or final storage.
Der Stand der Technik hält zur Durchführung von diesbezüglichen Trocknungsverfahren zahlreiche Vorrichtungen zur Verfügung, die sämtlich durch den Nachteil gekennzeichnet sind, daß fremde Energie für den Trocknungsprozeß eingesetzt wird. Weiterhin verlaufen die zum Stand der Technik gehörenden Trocknungsprozesse diskontinuierlich. Eine Ausnahme bilden dabei für ausgewählte Trocknungsverfahren z. B. die sogenannten Fließbetttrockner, bei denen der volumenmäßige Durchsatz als vergleichsweise gering und der Einsatz an thermischer Trocknungsenergie als besonders hoch bewertet werden müssen. The state of the art holds for the implementation of related drying process numerous Devices are available, all through the The disadvantage is that foreign energy for the drying process is used. Furthermore, they run to the state of the art belonging drying processes discontinuously. An exception for selected ones Drying process z. B. the so-called Fluid bed dryers where the volume Throughput as comparatively low and the use on thermal drying energy as particularly high must be evaluated.
In der Offenlegungsschrift DE 43 15 321 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trocknung von Schlämmen und verschmutzten Flüssigkeiten mit Solarbestrahlung beschrieben. Das zu trocknende Gut wird dabei in einer transparenten Gebäudehülle wie in einem Gewächshaus der Solarstrahlung ausgesetzt und eine Wende- und Transporteinrichtung soll wesentlich eine Krustenbildung auf dem Naßgut vermeiden und eine Zerkleinerung sowie den Transport des zu trocknenden Materials in Richtung einer schräg ansteigenden Anschwemmfläche ermöglichen.In the published patent application DE 43 15 321 A1 there is a Device and a method for drying Sludge and contaminated liquids with Solar radiation described. The good to be dried is in a transparent building envelope as in exposed to a greenhouse of solar radiation and a turning and transport device should be essential avoid crusting on the wet material and one Shredding and transporting the material to be dried Material in the direction of a sloping slope Allow precoat.
Die zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen für derartige Trocknungsverfahren sind auch grundsätzlich durch die Nachteile hoher Investitionskosten und Betriebskosten gekennzeichnet. Schließlich müssen die materialflußtechnischen Funktionen mit den trocknungstechnischen Funktionen jeweils kombiniert werden. Hinzu kommen je nach Bedarfsfall periphere Einrichtungen z. B. zur Kondensation, zur Suspensionstrennung und zur Vermeidung vielfältiger Emissionen. Die mit dem Trocknungsprozeß einhergehenden stofflichen Veränderungen des Ausgangsmaterials bedingen weiterhin mitunter spezielle Einrichtungen zur Führung der festen, flüssigen und gasförmigen Phasen. Das Zusammenwirken dieser Funktionen bedingt, daß die Vorrichtungen zur Schlammtrocknung einen erhöhten bis hohen Aufwand erfordern und daß die technische Verfügbarkeit vielfach nicht ausreichend ist. Besonders gravierend ist der hohe Bedarf an fremder thermischer Energie, ohne deren Verfügbarkeit ein Trocknungsprozeß bei dem zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen nicht erfolgen kann. Zur materialflußmäßigen Auslastung dieser Vorrichtungen gehören häufig unterschiedlich groß dimensionierte Materialpuffer, was den baulichen Aufwand weiter erhöht. The state of the art devices for such drying processes are also fundamental due to the disadvantages of high investment costs and Operating costs marked. After all, they have to material flow functions with the drying technology functions combined become. In addition, there are peripheral depending on the need Facilities z. B. for condensation Suspension separation and to avoid more diverse Emissions. The associated with the drying process material changes in the starting material sometimes still require special facilities for Management of solid, liquid and gaseous phases. The interaction of these functions means that the Sludge drying devices increased to require great effort and that the technical Availability is often not sufficient. Especially the high demand for external thermal is serious Energy, without its availability a drying process in the devices belonging to the prior art cannot be done. For material flow utilization these devices often belong differently large material buffers, what the structural Effort further increased.
Von Vorteil sind jedoch dabei Vorrichtungen, die durch mobile oder semimobile Ausführungen gekennzeichnet sind und die insgesamt einen relativ geringen Flächenbedarf erfordern.However, devices that are advantageous mobile or semi-mobile versions are marked and all in all a relatively small space requirement require.
Grundsätzlich ist festzustellen, daß die zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen zur Durchführung von Trocknungsverfahren für Schlämme jeweils für spezifische Ausgangsmaterialien mit annähernd konstanten Parametern im Hinblick auf die stoffliche Zusammensetzung und auf die materialflußtechnischen Kenngrößen konzipiert werden. Dies hat zur Folge, daß eine große Vielfalt dieser Vorrichtungen entstanden ist, denen universelle Verwendungen nicht zuerkannt werden können.Basically, it should be noted that the status of Devices belonging to technology for carrying out Drying process for sludge each for approximate specific starting materials constant parameters with regard to the material Composition and on the material flow technology Characteristics are designed. This has the consequence that a wide variety of these devices have emerged which are not awarded universal uses can be.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Durchführung eines Trocknungsverfahrens für Schlämme vorgeschlagen, bei der die dem einschlägigen Stand der Technik anhaftenden Nachteile reduziert bzw. vermieden werden sollen.According to the invention, a device for Carrying out a drying process for sludge proposed in which the relevant state of the Reduced or avoided inherent disadvantages should be.
Die Eignung der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll für anorganische oder organische Schlämme unterschiedlichster Herkunft und Zusammensetzung gewährleistet sein, wobei sämtliche Parameter im Hinblick auf stoffliche Zusammensetzung und auf materialflußtechnische Kenngrößen in weiten Grenzen veränderlich sein können.The suitability of the device according to the invention is intended for inorganic or organic sludges different origins and compositions be guaranteed, with all parameters in With regard to material composition and Material flow parameters within wide limits can be changeable.
Im Ausgangsmaterial können also Korngrößen bis 500 mm und mehr vorhanden sein und der Anteil der Trockensubstanz kann einen Mindestwert von ca. 10% betragen. Die stofflichen Veränderungen im Ausgangsmaterial, z. B. beliebige und ständige Veränderungen der anorganischen und/oder organischen Anteile, sind ohne nachteilige Auswirkungen. Diese Vorteile werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erzielt, daß der Materialfluß von einer Aufgabestelle bis zu einer Abgabestelle mit einem Fördermittel bewerkstelligt wird, das von wechselnden Förderguteigenschaften unabhängig ist. Derartige Eigenschaften können einem sogenannten Leiterförderer in der Ausführung als Zug- oder Schubleiterförderer zuerkannt werden. Das leiterartige Förderorgan besteht aus zwei Längsholmen, zwischen denen in Abständen keilförmige Leitersprossen angeordnet sind. Dieses leiterartige Förderorgan wird z. B. durch einen Hydraulikzylinder innerhalb von beiderseitigen Längsführungen in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Zwischen den keilförmigen Leitersprossen ist ein weiteres keilförmiges Rückhalteelement auf der Grundfläche angeordnet, dessen Funktion darin besteht, daß das zu trocknende Material mittels der Leitersprossen über dieses Rückhalteelement geschoben wird und beim Rückhub durch dieses die rückwärtige Bewegung des Materials verhindert wird. Dies hat zwangsläufig zur Folge, daß die sich hin- und herbewegenden Förderleitern einen Materialfluß von der Aufgabestelle zur Abgabestelle bewirken. Während dieses Materialflusses wird das Fördergut beim Passieren der Rückhalteelemente, die zwischen jeder Leitersprosse angeordnet sind, gewissermaßen umgewälzt, so daß während des Materialflusses das Fördergut ständig zwangsläufig von der Grundfläche zur Oberfläche gewendet wird. Während dieser Wendevorgänge wird das Fördergut ebenfalls zwangsläufig zerklüftet, so daß es eine große Oberfläche aufweist. Zur Erzielung eines kontinuierlichen Materialflusses müssen wenigstens zwei dieser leiterförmigen Förderorgane mit den zwischen den Leitersprossen auf der Grundfläche befestigten Rückhalteelementen parallel nebeneinander angeordnet werden und in wechselseitig wirkende hin- und hergehende Bewegungen versetzt werden. Grain sizes of up to 500 mm can be used in the starting material and be present and the proportion of Dry matter can have a minimum value of approx. 10% be. The material changes in the Starting material, e.g. B. any and permanent Changes in inorganic and / or organic Shares are without adverse effects. This The device according to the invention has advantages achieved in that the material flow of one Drop-off point to a drop-off point with one Funding is accomplished by changing Conveyed goods properties is independent. such Properties can be a so-called ladder conveyor in the design as a train or push ladder conveyor be awarded. The ladder-like funding body exists from two longitudinal spars, between which at intervals wedge-shaped ladder rungs are arranged. This ladder-like funding body is z. B. by a Hydraulic cylinder inside both sides Longitudinal guides in a reciprocating motion added. Is between the wedge-shaped rungs another wedge-shaped retaining element on the Arranged base whose function is to that the material to be dried by means of Ladder rungs pushed over this retaining element and on the return stroke through this the rear Movement of the material is prevented. this has inevitably the consequence that the back and forth moving delivery ladders a material flow from the Effect drop point to drop point. During this Material flow becomes the material to be conveyed when it passes through the Retaining elements between each rung of the ladder are arranged, so to speak, so that the material being conveyed constantly during the material flow inevitably from the base to the surface is turned. During these turns, it will Conveyed goods also inevitably jagged, so that it has a large surface. To achieve a continuous material flow must have at least two this ladder-shaped conveyor with the between the Fixed ladder rungs on the base Restraint elements arranged in parallel next to each other be and in reciprocal reciprocating movements are offset.
Je nach vorhandener Fläche können zur Vermeidung von großen Förder- und Trocknungsstrecken auch winklige Anordnungen gewählt werden. Der eigentliche Trocknungseffekt erfolgt während des Materialflusses, indem natürliche Sonnenenergie als Strahlungswärme auf das Material wirkt. Selbstverständlich ist die Förderstrecke mit einer licht- und wärmedurchlässigen Abdeckung versehen. Weiterhin kann die Einhausung so gestaltet sein, daß eine natürliche Luftzirkulation einsetzt. Gegebenenfalls sind pheriphere Einrichtungen zur Vermeidung von Geruchsemissionen oder zur Desodorierung einzusetzen.Depending on the available area, you can avoid large conveyor and drying sections also angled Arrangements can be chosen. The actual drying effect takes place during the Material flow by using natural solar energy as Radiant heat acts on the material. Of course, the conveyor line with a Provide light and heat-permeable cover. Furthermore, the housing can be designed so that natural air circulation begins. If necessary, peripheral facilities are available Avoidance of odor emissions or for deodorization use.
Die mit dem Trocknungsvorgang einhergehende Volumenreduzierung des Fördergutes ist bei der Gestaltung der Leiterförderer zu berücksichtigen, indem z. B. die Leitersprossen mit - in Förderrichtung gesehen - niedriger bemessenen Höhen und daraus resultierenden niedrigeren volumenmäßigen Förderströmen versehen werden, unter Beibehaltung der Hublängen und Hubfrequenzen.The one associated with the drying process Volume reduction of the conveyed goods is at Design of the ladder conveyor to take into account by z. B. the ladder rungs with - seen in the conveying direction - Lower heights and resulting lower volume flow rates be, while maintaining the stroke lengths and Stroke frequencies.
Ebenso kann die Anpassung des volumenmäßigen Förderstromes selbstverständlich auch mit verringerten Hubfrequenzen und Hublängen erreicht werden. Die Kontinuität des Materialflusses bist bereits gewährleistet, wenn wenigstens 2 Förderleitern parallel nebeneinander angeordnet sind und diese wechselseitig phasenverschoben in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden.Likewise, the adjustment of the volume Delivery flow of course also with reduced Stroke frequencies and stroke lengths can be achieved. The continuity of the material flow is already there guaranteed if at least 2 delivery ladders in parallel are arranged side by side and these are mutually out of phase in a reciprocating motion be transferred.
Der zu installierende Energiebedarf ergibt sich allein aus der Bewegungsenergie für den Förderprozeß von der Materialaufgabe zur Materialabgabe. Für den eigentlichen Trocknungsvorgang wird keine fremde thermische Energie benötigt.The energy requirement to be installed results solely from the kinetic energy for the funding process from the Material feed for material delivery. For the actual drying process is no stranger thermal energy needed.
Der Energiebedarf für den Materialfluß wird bei den zu realisierenden niedrigen Fördergeschwindigkeiten sowie durch niedrige Eigenmasse der Förderleitern und günstige Reibungskoeffizienten gering bemessen sein. Die angestrebten Vorteile, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines kontinuierlichen Trocknungsverfahrens für Schlämme anorganischer und organischer Herkunft ohne Zufuhr von fremder thermischer Energie geschaffen werden sollten, sind somit erreichbar. Darüberhinaus ist es möglich, daß in Abhängigkeit des TS-Gehaltes vom Ausgangsmaterial durch Variation der materialflußtechnischen Parameter unterschiedliche Trocknungsgrade einstellbar sind, was mit der einstellbaren Verweilzeit im System erreicht wird. Selbstverständlich kann diese Variation auch in Abhängigkeit von der Zuführung natürlicher Trocknungsenergie erfolgen, was bei der Materialwahl der Einhausung zu berücksichtigen ist. Erforderliche Erweiterungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können durch modulartige Ergänzungen der Förder- und Trocknungsstrecken erfolgen, was von vornherein bei der Standortwahl und der zur Verfügung stehenden Baufläche zu berücksichtigen ist.The energy requirement for the material flow becomes too realizing low conveyor speeds as well due to the low dead weight of the delivery ladders and favorable coefficients of friction should be small. The desired advantages with the Device according to the invention for performing a continuous sludge drying process of inorganic and organic origin without addition of external thermal energy should be created are therefore reachable. In addition, it is possible that depending on the TS content of Starting material by varying the material flow parameters different Drying levels are adjustable, what with the adjustable dwell time in the system is reached. Of course, this variation can also be found in Dependence on the supply of natural Drying energy take place when choosing the material the housing must be taken into account. necessary Extensions of the device according to the invention can through modular additions to the funding and Drying lines take place, which is right from the start Choice of location and the available construction area is to be considered.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the Device according to the invention shown.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, in welchem zu erkennen ist, daß das Fördergut Schlamm (1) an der Materialaufgabestelle (2) in den rückwärtigen Teil des Bunkers (3) geleitet wird, wo es direkt auf die Leiterförderer (4) fällt. Diese werden z. B. mittels eines Hydraulikzylinders (5) in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Dabei bewegen sich die Leiterförderer (4) innerhalb seitlicher Längsführungen (9) sowie einer mittleren Längsführung (10). Die Leiterförderer (4), von denen wenigstens 2 Stück eingesetzt werden sollen, damit ein kontinuierlicher Materialfluß erzeugt wird, bestehen jeweils aus den seitlichen Längsholmen (6), zwischen denen die Leitersprossen (7) befestigt sind. Diese Leitersprossen (7) weisen einen keilförmigen Querschnitt auf, wobei - in Förderrichtung gesehen - die zur Materialabgabestelle (12) gerichtete Seite eine senkrechte Fläche aufweist. Bei Bewegung des Förderorgans, also die aus den Längsholmen (6) und den dazwischen in Abständen befestigten Leitersprossen (7) gebildete Förderleiter wird das Fördergut Schlamm (1) in Richtung Materialabgabestelle geschoben. Während eines Hubvorganges wird dieses Fördergut Schlamm (1) jeweils über ein im Querschnitt ebenfalls keilförmiges Rückhalteelement (8) geschoben. Beim Rückhub wird durch das Rückhalteelement (8) das Fördergut Schlamm (1) an der rückwärtigen Bewegung gehindert, so daß insgesamt eine Förderrichtung von der Materialaufgabestelle (2) zur Materialabgabestelle (12) entsteht. Die Rückhalteelemente (8) sind unmittelbar auf der Grundfläche des Bunkers (3) befestigt. Im Bereich der Materialabgabestelle (12) ist am Ende des Bunkers (3) eine Bunkerabbruchkante (11) angeordnet. Diese ist schräg gestaltet, so daß das Fördergut Schlamm (1), das inzwischen als getrocknet gilt, über eine entsprechende Breite in das nachfolgende Abzugsfördermittel (13) gelangen kann. Fig. 1 shows a longitudinal section in which it can be seen that the sludge ( 1 ) is conveyed at the material feed point ( 2 ) in the rear part of the bunker ( 3 ), where it falls directly onto the ladder conveyor ( 4 ). These are e.g. B. by means of a hydraulic cylinder ( 5 ) in a reciprocating movement. The ladder conveyors ( 4 ) move within lateral longitudinal guides ( 9 ) and a central longitudinal guide ( 10 ). The ladder conveyors ( 4 ), of which at least 2 are to be used so that a continuous flow of material is generated, each consist of the lateral longitudinal spars ( 6 ) between which the ladder rungs ( 7 ) are fastened. These ladder rungs ( 7 ) have a wedge-shaped cross section, the side facing the material discharge point ( 12 ) having a vertical surface, as seen in the conveying direction. Upon movement of the conveying member, ie the conveying conductor formed by the longitudinal beams (6) and secured therebetween in spaced ladder rungs (7), the conveyed sludge is pushed in the direction of material delivery station (1). During a lifting process, this conveyed sludge ( 1 ) is pushed over a retaining element ( 8 ) which is also wedge-shaped in cross section. During the return stroke, the conveying material sludge ( 1 ) is prevented from moving backwards by the retaining element ( 8 ), so that a total conveying direction from the material feed point ( 2 ) to the material discharge point ( 12 ) is created. The retaining elements ( 8 ) are attached directly to the base of the bunker ( 3 ). In the area of the material discharge point ( 12 ), a bunker break-off edge ( 11 ) is arranged at the end of the bunker ( 3 ). This is designed obliquely so that the material to be conveyed sludge ( 1 ), which is now considered dry, can reach the subsequent discharge conveyor ( 13 ) over a corresponding width.
Die hin- und hergehende translatorische Bewegung der Leiterförderer erfolgt wechselseitig, d. h. phasenverschoben, so daß kontinuierlich das inzwischen getrocknete Fördergut Schlamm (1) über die Bunkerabbruchkante (11) in das nachfolgende Abzugsfördermittel gelangt.The reciprocating translational movement of the ladder conveyors takes place alternately, that is to say out of phase, so that the sludge ( 1 ), which has meanwhile dried in the meantime, passes continuously via the hopper demolition edge ( 11 ) into the subsequent discharge conveyor.
Der gesamte Materialflußbereich ist mit einer licht- und wärmedurchlässigen Einhausung (14) versehen, und somit gilt der gesamte Materialflußbereich gleichzeitig als Trocknungsbereich.The entire material flow area is provided with a light-permeable and heat-permeable housing ( 14 ), and thus the entire material flow area is also the drying area.
Die mit dem Trocknungsprozeß, der ohne Zufuhr von thermischer Fremdenergie erfolgt, einhergehende Volumenreduzierung des Fördergutes Schlamm (1) bedingt zwangsläufig Veränderungen der materialflußtechnischen Parameter, was z. B. mit angepaßten Bauhöhen der Leitersprossen (7) reguliert werden kann.The associated with the drying process, which takes place without the supply of external thermal energy, volume reduction of the material to be conveyed sludge ( 1 ) necessarily changes in the material flow parameters, which z. B. with adjusted heights of the ladder rungs ( 7 ) can be regulated.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines kontinuierlichen Trocknungsverfahrens für anorganische und organische Schlämme. Fig. 2 is a plan view of the device according to the invention for performing shows a continuous drying process for inorganic and organic sludges.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Bunker (3) mit den erwähnten Einbauten. In der Zeichnung ist nicht dargestellt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung mit peripheren Einrichtungen zur Vermeidung von Geruchsemissionen oder zur Desodorierung versehen werden kann. Fig. 3 shows a cross section through the bunker ( 3 ) with the internals mentioned. The drawing does not show that the device according to the invention can be provided with peripheral devices to avoid odor emissions or for deodorization.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine geradlinig verlaufende Anordnung, wobei die Baulänge in Abhängigkeit von den Ausgangsgrößen, insbesondere dem Wassergehalt und dem geforderten Trocknungsgrad zu bestimmen ist. Selbstverständlich sind auch winkelförmige oder polygonartige Anordnungen von Trocknungsbereichen möglich.The embodiment shown in the drawing refers to a linear arrangement, the overall length depending on the Output variables, in particular the water content and the required degree of dryness is to be determined. Of course, angular or polygonal arrangements of drying areas possible.
Erweiterungen der Materialdurchsätze können durch parallele Anordnungen von weiteren Trocknungsbereichen realisiert werden. Material throughput can be expanded by parallel arrangements of further drying areas will be realized.
11
Fördergut Schlamm
Conveyed mud
22
Materialaufgabestelle
Material feed point
33
Bunker
bunker
44
Leiterförderer
Head conveyor
55
Hydraulikzylinder
hydraulic cylinders
66
Längsholm
longeron
77
Leitersprossen
rungs
88th
Rückhalteelement
Retaining element
99
seitliche Längsführung
lateral longitudinal guidance
1010
mittlere Längsführung
medium longitudinal guidance
1111
Bunkerabbruchkante
Bunker escarpment
1212
Materialabgabestelle
Material delivery point
1313
Abzugsfördermittel
removal means
1414
Einhausung
housing
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAV | Publication of unexamined application with consent of applicant | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: IEM FOERDERTECHNIK GMBH, 95506 KASTL, DE |
|
8381 | Inventor (new situation) |
Inventor name: GUENTHER, ROLAND, PROF. DIPL.-ING., 48161 MUENSTER, |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GUENTHER, ROLAND, PROF. DIPL.-ING., 48161 MUENSTER, |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |