DE8914485U1 - Catalyst moldings with flow channels of different widths - Google Patents
Catalyst moldings with flow channels of different widthsInfo
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Description
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Katalysator-Formkörper mit Strömungskanälen unterschiedlicher BreiteCatalyst moldings with flow channels of different widths
Die Erfindung bezieht sich auf einen Katalysator-Formkörper für ein strömendes flüssiges oder gasförmiges Mediua, insbesondere fur die katalytische Beseitigung von Stickoxid aus einem Abgas Kittels Ammoniakgas, mit einer Mehrzahl nefecnsinansJer angeordneter, fur das Medium nicht durchlässiger Katslysator-Flattert, die zueinander beabstandet gehalten sind.The invention relates to a catalyst molded body for a flowing liquid or gaseous medium, in particular for the catalytic removal of nitrogen oxide from an exhaust gas such as ammonia gas, with a plurality of catalyst plates arranged in a non-permeable manner and not permeable to the medium, which are kept spaced apart from one another.
Aus der Zeitschrift "cnsale-Technik", 15. Jg. (1986), Nr. 2, Seiten 17 bis 24, ist ein Rai^hgas-Reinigungssystem bekannt, bei dem des von einer Feuerungsanlage erzeugte Rauchgas über eine Rauchgas-Entschwefelungs-Anla^c und eine dieser nachgeschaltete DeNOx-Anlage mit Katalysator ei &eegr; era Kamin zugeführt wird. Die DeNOx-Arlage arbeitet vorzugsweise nach dem SCR-Prinzip mit Ammoniak (NH,)-Eindüsung. Als Katalysatoren in der DeNOx-Anlage werden Waben- oder Plattenkatalysatoren eingesetzt. Die Plattenkatalysatoren bestehen aus Paketen von parallel nebeneinander aufgestellten profilierten Platten. Jede; dieser Platten besteht aus einer katalytischen Masse oder aber aus einer Katalysatorsubstanz, die auf einer dünnen Trägerplatte aus Edelstahl-Streckmetall aufgetragen ist. Die Plattenkatalysatoren werden zur NH^-Reaktion der Stickoxide im Rauchgas, vorzugsweise von Verbrennungskraftwerken, verwendet.A flue gas cleaning system is known from the magazine "Flue gas technology", 15th year (1986), No. 2, pages 17 to 24, in which the flue gas produced by a combustion plant is fed into a chimney via a flue gas desulfurization plant and a DeNOx plant with catalyst connected downstream of this. The DeNOx plant preferably works according to the SCR principle with ammonia (NH3) injection. Honeycomb or plate catalysts are used as catalysts in the DeNOx plant. The plate catalysts consist of packages of profiled plates arranged parallel to one another. Each of these plates consists of a catalytic mass or a catalyst substance that is applied to a thin carrier plate made of stainless steel expanded metal. The plate catalysts are used for the NH^ reaction of nitrogen oxides in the flue gas, preferably from combustion power plants.
in der Broschüre "NOx Reduction with Plate-Type and Honeycomb-Type Catalytic Converters", Siemens AG, Berlin und München, Bestellnummer A19100-U311-A106-X-7600, April 1988, findet sich eine Beschreibung von industriell hergestellten Platten- und Bienenwaben-Katalysatoren zur Stickoxid-Reduktion. Die keramisehen oder metallischen Katalysator-Formkörper werden dabei zu Modulen zusammengefaßt und - je nach Anforderung - gegebenen-In the brochure "NOx Reduction with Plate-Type and Honeycomb-Type Catalytic Converters", Siemens AG, Berlin and Munich, order number A19100-U311-A106-X-7600, April 1988, there is a description of industrially manufactured plate and honeycomb catalysts for nitrogen oxide reduction. The ceramic or metallic catalyst bodies are combined to form modules and - depending on the requirements -
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falls aufeinandergestapelt. Bei den Platten-Katalysatoren ist vorgesehen, daß die Katalysator-Platten in Strömungsrichtung verlaufende, durchgehende Sicken besitzen, die zur Ausbildung der einzelnen Strömungskanäle beitragen und gleichzeitig alsif stacked on top of each other. In the case of plate catalysts, it is intended that the catalyst plates have continuous beads running in the direction of flow, which contribute to the formation of the individual flow channels and at the same time serve as
Aus <&iacgr;·3&Ggr; DE-PS 28 53 023 ist ein Katalysator-Formkörper der eingangs genannten Art mit pi atienfoi öliger Struktur bekannt. Dieser Formkörper besitzt eine Vielzahl von plattenförmig aus-10 gebildeten Katalysatoren, die parallel zum Stickoxid enthaltenden Gasstrom angeordnet sind. Jeder plattenförmige Katalysator besteht aus einer Metallplatte, auf deren beii^n Seiten · eine katalytisch aktive Substanz aufgebracht ist. Die Metallplatte kann perforiert, das heißt mit Durchbrechungen oder ; , 15 Fenstern versehen sein.From DE-PS 28 53 023 a shaped catalyst body of the type mentioned at the beginning with a pi ately oily structure is known. This shaped body has a large number of plate-shaped catalysts which are arranged parallel to the gas stream containing nitrogen oxide. Each plate-shaped catalyst consists of a metal plate on the two sides of which a catalytically active substance is applied. The metal plate can be perforated, i.e. provided with openings or windows.
** Die Anordnung von gegeneinander versetzten Sicken in benachbar
ten Katalysator-Platten eines Xatalysator-Formkörpers ist aus
der DE-OS 37 06 086 bekannt.
20 ** The arrangement of offset beads in adjacent catalyst plates of a catalyst molded body is known from DE-OS 37 06 086.
20
In der DE-AS 26 14 692 schließlich ist ein Katalysator-Körper beschrieben, der aus zwei V-förmig zueinander angeordneten Katalysator-Platten besteht. Im Gegensatz zu den vorliegendenFinally, DE-AS 26 14 692 describes a catalyst body that consists of two catalyst plates arranged in a V shape. In contrast to the existing
f 25 z. B. Rauchgas, durchlässig. Vorliegend handelt es sich um nicht-durchlässige Platten.f 25 e.g. flue gas, permeable. In this case, these are non-permeable panels.
Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß in einem plattenförmigen Katalysator-Formkörper mit zueinander parallelen Katalysator-Platten und gegeneinander abgeschotteten Strömungskanalen das strömende Medium in vorwiegend laminarer Strömung an den Katalysatorwänden vorbeigleitet und mit den inneren Oberflächen nur ungenügend in Kontakt kommt. Die Erfindung beruht weiter auf der Überlegung, daß die katalytische Nutzung verbessert werden kann, wenn eine gewisse Verwirbelung des strömenden Mediums innerhalb des Katalysator-Formkörpers ge-The invention is based on the observation that in a plate-shaped catalyst body with parallel catalyst plates and flow channels that are sealed off from one another, the flowing medium slides past the catalyst walls in a predominantly laminar flow and only comes into insufficient contact with the inner surfaces. The invention is also based on the consideration that the catalytic use can be improved if a certain turbulence of the flowing medium is achieved within the catalyst body.
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wöhrleistet ist. Sie stützt sich weiter auf "die Überlegung, daß eine gewisse Turbulenz an den Katalysator-Platten eines Katalysator-Formkörpers der eingangs genannten Art zur Verbesserung der katalytischen Wirksamkeit durch Strömungskanäle mit unterschiedlicher Breite erreicht werden kann.It is further based on "the consideration that a certain turbulence on the catalyst plates of a catalyst molding of the type mentioned at the beginning can be achieved to improve the catalytic effectiveness by means of flow channels of different widths.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator-Formkörper der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die katalytische Wirkung aufgrund verstärkter Turbulenzen erhöht wird. Bevorzugt sollen dabei gleichzeitig nuotSnuSna j, wCi Sui &ugr; xn &igr; aCiic &pgr;&Ggr; t unu ncx3c uctcx lQc3 i, g &khgr; &khgr; u WSjTuCM ·The present invention is based on the object of designing a catalyst molded body of the type mentioned at the beginning in such a way that the catalytic effect is increased due to increased turbulence. Preferably, at the same time, nuotSnuSna j, wCi Sui κ xn γ aCiic ακά t unu ncx3c uctcx lQc3 i, g γ γ u WSjTuCM ·
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest zwei benachbarte Katalysator-Platten schräg zueinander angeordnet sind, so daß sich zwischen ihnen ein Strömungskanal für das Medium ergibt, der sich verjüngt oder verbreitert.This object is achieved according to the invention in that at least two adjacent catalyst plates are arranged obliquely to one another, so that a flow channel for the medium is formed between them, which tapers or widens.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wirkt sich dadurch aus, daß zur Verjüngung oder Verbreiterung des Strömungskanals zwischen zwei Katalysator-Platten entsprechend geformte Sicken in diesen Katalysator-Platten vorgesehen sind. Diese Sicken übernehmen damit die Funktion von Abstandshaltern und stellen - in Strömungsrichtung des Mediums gesehen - die Verjüngung und/oder Verbreiterung des jeweiligen Strön?unn5kansls sicher.A particularly preferred further development is achieved by providing appropriately shaped beads in the catalyst plates to narrow or widen the flow channel between two catalyst plates. These beads thus take on the function of spacers and - viewed in the direction of flow of the medium - ensure the narrowing and/or widening of the respective flow channel.
Die Sicken oder rinnenartigen Vertiefungen haben bevorzugt eine linear zu- oder abnehmende Höhe in der Katalysator-Platte.The beads or groove-like depressions preferably have a linearly increasing or decreasing height in the catalyst plate.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
der Figuren näher erläutert. Es zeigen: -of the figures. They show: -
FIG 1 zwei aufeinandergestapelte Katalysator-Formkörper im Schnitt;FIG 1 two stacked catalyst moldings in section;
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4·4·
FIG 2 eine perspektivische Ansicht einer Katalysator-Platte mit zwei Sicken, die jeweils aus einer Längsrinne von abnehmender und einer Längsrinne von zunehmender Höhe bestehen;FIG 2 is a perspective view of a catalyst plate with two beads, each consisting of a longitudinal groove of decreasing height and a longitudinal groove of increasing height;
entlang der Linie III-III undalong line III-III and
FIG 4 einen Blick auf einen Katalysator-Formkörper zur Verdeutlichung der verbreiterten und verkleinerten Strömungseintrittsöffnungen der einzelnen Strömungskanäle. 10FIG 4 a view of a catalyst molded body to illustrate the widened and reduced flow inlet openings of the individual flow channels. 10
Fi nur 1 yoinfr \ m ^r hnf f + of non Ka fa 1 wcflfnT-FnTml/nrnor 9 FHt of &eegr;Fi nur 1 yoinfr \ m ^r hnf f + of non Ka fa 1 wcflfnT-FnTml/nrnor 9 FHt of &eegr;
strömendes flüssiges oder gasförmiges Medium 4, insbesondere für die katalytische Beseitigung von Stickoxid aus einem Abgas, z. B. aus Rauchgas, mittels Ammoniakgas. Ein gleichartig aufge-.15 bauter weiterer Katalysator-Formkörper 6 ist unter dem erstgenannten Formkörper 2 angeordnet. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß gleich große Austritts- bzw. Eintrittsöffnungen übereinander liegen.flowing liquid or gaseous medium 4, in particular for the catalytic removal of nitrogen oxide from an exhaust gas, e.g. from flue gas, using ammonia gas. A further catalyst molded body 6 of similar construction is arranged under the first-mentioned molded body 2. The arrangement is such that outlet and inlet openings of the same size are located one above the other.
Der Katalysator-Formkörper 2 enthält eine größere Anzahl von nebeneinander angeordneten, für das strömende Medium 4 nicht durchlässigen Katalysator-Platten 8 und 10. Diese sind zueinander in einem nicht näher bezeichneten Rahmen beabstandet gehalten. Von Bedeutung ist vorliegend, daß die benachbarten Katalysator-Platten 8, 10 schräg zueinander angeordnet sind, so daß sich jeweils zwischen ihnen ein Strömungskanal 12 bzw. 14 für das strömende Medium 4 ergibt, der sich - in Strömungsrichtung gesehen - nach unten verbreitert bzw. verjüngt. Die Verbreiterung bzw. Verjüngung ist in Figur 1 übertrieben dargestellt. In der Regel wird der Öffnungswinkel des Strömungskanals 12 bzw. 14 weniger als 5* betragen. The catalyst molded body 2 contains a large number of catalyst plates 8 and 10 arranged next to one another and not permeable to the flowing medium 4. These are kept spaced apart from one another in a frame not specified in more detail. It is important here that the adjacent catalyst plates 8, 10 are arranged at an angle to one another, so that a flow channel 12 or 14 for the flowing medium 4 is formed between them, which - viewed in the direction of flow - widens or tapers downwards. The widening or tapering is shown exaggerated in Figure 1. As a rule, the opening angle of the flow channel 12 or 14 is less than 5*.
Die Katalysator-Platten 8 und 10 sind, wie später aus Figur hervorgeht, im wesentlichen rechteckig ausgebildet. Sie bestehen bevorzugt aus einer Metallplatte, die beidseitig mit einer katalytisch aktiven Substanz versehen ist. Die VerjüngungThe catalyst plates 8 and 10 are essentially rectangular, as will be seen later in the figure. They consist preferably of a metal plate which is provided on both sides with a catalytically active substance. The tapering
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I I · I II·· • I tit und Verbreiterung der StrömungskanMle 12, 14 beeinflußt hier positiv den Stofftransport zur Katalysatorschicht, d. h. zur Oberfläche der Katalysator-Platten 8, 10. Eine Verengung bedeutet eine Beschleunigung und eine Erweiterung eine Verlangsamung dtfr Strömungsgeschwindigkeit. Dadurch kommt es zu Turbulenzen in der Crenzschicht an der Oberfläche und somit zu einer Verbesserung der katalytischen Wirkung. Verwirbelungen treten auch insbesondere am Austritt des Katalysator-Formkörpers 2, also am Eintritt zum weiteren Katalysator-Formkörper auf. Somit ergibt sich eine verbesserte Mischung bei Eintritt in die nächste, hier untere Lage von Katalysator-Platten Ra und 10a.I I · I II·· • I tit and widening of the flow channels 12, 14 has a positive effect on the transport of material to the catalyst layer, i.e. to the surface of the catalyst plates 8, 10. A narrowing means an acceleration and an expansion means a slowing down of the flow speed. This leads to turbulence in the boundary layer on the surface and thus to an improvement in the catalytic effect. Turbulence also occurs in particular at the outlet of the catalyst molding 2, i.e. at the inlet to the further catalyst molding. This results in an improved mixture when entering the next, here lower layer of catalyst plates Ra and 10a.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die Katalysator-Platten &THgr;, •15 10 - fortlaufend quer zur Strömung des Mediums 4 gesehen - jeweils gegensinnig geneigt. Die beabstandete Halterung der einzelnen Katalysator-Platten 8, 10 kann prinzipiell durch beliebige Mittel gewährleistet sein. Vorliegend sind bevorzugt Sicken mit in Strömungsrichtung veränderlicher Höhe verwendet. Solche Abstandshalterungsmittel sind einfach herstellbar und gewährleisten einen sicheren Halt. Mit anderen Worten, zur Verjüngung oder Verbreiterung des jeweiligen Strömungskanals 12, 14 sind entsprechend geformte Sicken in allen Katalysator-Platten 8, vorgesehen. Unter Sicke wird dabei eine doppelte Längsnut, I ängsrille oder Längsrinne verstanden. Die Ausbildung der Sicken wird im folgenden anhand der Figuren 2 bis 4 verdeutlicht.As can be seen from Figure 1, the catalyst plates 8, 10 - viewed continuously transversely to the flow of the medium 4 - are each inclined in opposite directions. The spaced mounting of the individual catalyst plates 8, 10 can in principle be ensured by any means. In the present case, beads with a height that varies in the direction of flow are preferably used. Such spacer means are easy to manufacture and ensure a secure hold. In other words, to narrow or widen the respective flow channel 12, 14, appropriately shaped beads are provided in all catalyst plates 8, 10. The term bead is understood to mean a double longitudinal groove, longitudinal channel or longitudinal channel. The design of the beads is explained below using Figures 2 to 4.
In Figur 2 ist eine Katalysator-Platte 10 gezeigt, die jeweils im Randbereich eine Sicke 16 enthält. Die beiden Längsrillen sind dabei mit 16m und 16n bezeichnet. Ersichtlich nimmt die Höhe der Längsnut 16m - vom oberen Rand der Platte 10 aus in Längsrichtung linear ab, während die Höhe der Längsnut 16n in ihrer Längsrichtung linear zunimmt. Dies wird besonders auch aus Figur 3 deutlich. Mit anderen Worten, die Höhe derFigure 2 shows a catalyst plate 10 which contains a bead 16 in the edge area. The two longitudinal grooves are designated 16m and 16n. It is clear that the height of the longitudinal groove 16m decreases linearly from the upper edge of the plate 10 in the longitudinal direction, while the height of the longitudinal groove 16n increases linearly in its longitudinal direction. This is particularly clear from Figure 3. In other words, the height of the
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• I Il It• I Il It
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,1 I IiII,1 I IIII
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Sicke 16 nimmt in der Kataly9ator-Platte 10 in deren einöi Seite in Längsrichtung ab und auf ihrer anderen Seite in Längsrichtung zu.Bead 16 decreases in the catalyst plate 10 on one side in the longitudinal direction and increases on the other side in the longitudinal direction.
In Figur 4 ist ein Blick auf den Katalysator-Formkörper 2 von oben dargestellt. Nicht dargestellt 1st eine Vorrichtung zum Zusammenhalten oder zur gestapelten Halterung der einzelnen Katalysator-Platten 8 und 10. Wichtig ist, daß die Anordnung so getroffen ist, daß die Sicken 16, 18 benachbarter Katalysator-Platten 10 bzw. 8 einander berühren. Genauer gesagt: Die Mantellinien der Längsrillen 16m, 16n bzw. 18m, 18n berühren die benachbarten Katalysator-Platten 8 bzw. 10 in einem ebenen Bereich. Aus Stabilitätsgründen kann dabei so vorgegangen sein, daß die Berührungslinien an einer ebenen Stelle,Figure 4 shows a view of the catalyst molding 2 from above. Not shown is a device for holding together or stacking the individual catalyst plates 8 and 10. It is important that the arrangement is such that the beads 16, 18 of adjacent catalyst plates 10 and 8 touch each other. To be more precise: the surface lines of the longitudinal grooves 16m, 16n and 18m, 18n touch the adjacent catalyst plates 8 and 10 in a flat area. For stability reasons, the contact lines can be at a flat location,
z. B. an einer ebenen Stelle der Katalysator-Platte 10, eng benachbart zueinander liegen, was aus Figur 4 hervorgeht. Die genaue Struktur oder das Muster kann dabei so gewählt werden, daß nach Möglichkeit bei der Herstellung nur ein einziger Plattentyp für die beiden Schrägstellungen gefertigt werden muß.e.g. at a flat point on the catalyst plate 10, lie close to each other, as can be seen from Figure 4. The exact structure or pattern can be selected so that, if possible, only a single plate type needs to be manufactured for the two inclined positions.
Aus Figur 4 geht weiter hervor, daß die Sicken 16, 18 der benachbarten Katalysator-Platten 10 bzw. 8 in Breitenrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Dies trägt zu der oben erwähnten Stabilität bei.Figure 4 also shows that the beads 16, 18 of the adjacent catalyst plates 10 and 8 are offset from one another in the width direction. This contributes to the stability mentioned above.
Aus Figur 4 wird deutlich, daß der Katalysator-Formkörper 2 eine Anzahl verjüngter Eintrittsöffnungen und eine Anzahl verbreiterter Eintrittsöffnungen besitzt. Entsprechendes gilt für die Austrittsöffnungen. Das Aufeinandersetzen der einzelnen Katalysator-Formkörper 2, 6 geschieht nach Figur 1 so, daß praktisch gleich große Austrittsöffnungen in gleich große Eintrittsöffnungen des anderen Formkörpers 6 münden.From Figure 4 it is clear that the catalyst molded body 2 has a number of tapered inlet openings and a number of widened inlet openings. The same applies to the outlet openings. The individual catalyst molded bodies 2, 6 are placed on top of one another according to Figure 1 in such a way that outlet openings of practically the same size open into the same size inlet openings of the other molded body 6.
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Claims (1)
nicht durchlässiger Katalysator-Platten (8, 10), die zueinander :1. Catalyst shaped body (2) for a flowing liquid or gaseous medium (4), in particular for the catalytic removal of nitrogen oxide from an exhaust gas by means of ammonia gas, with a plurality of catalysts arranged next to one another, for the medium
non-permeable catalyst plates (8, 10) which are :
geneigt sind. &iacgr;10) - continuously across the flow - always in opposite directions
are inclined. &iacgr;
gekennzeichnet, daß zur Verjüngung oder Verbreiterung des Strömungskanals (12, 14) entsprechend geformte Sicken
(16) in den Katalysator-Platten (8, 10) vorgesehen sind.3. Catalyst molding according to claim 1 or 2, characterized
characterized in that for narrowing or widening the flow channel (12, 14) appropriately shaped beads
(16) are provided in the catalyst plates (8, 10).
gekennzeichnet, daß die Höhe der Sicken (16)4. Catalyst molding according to claim 3, characterized
characterized in that the height of the beads (16)
linear ab- oder zunimmt.in the catalyst plates (8, 10) in their longitudinal direction
decreases or increases linearly.
gekennzeichnet, daß die Höhe der Sicken (16) in5. Catalyst molding according to claim 3 or 4, characterized
characterized in that the height of the beads (16) in
abnimmt.a catalyst plate (8, 10) on one side of which extends in the longitudinal direction and on the other side of which
decreases.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8914485U DE8914485U1 (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Catalyst moldings with flow channels of different widths |
JP2326093A JPH03181336A (en) | 1989-12-08 | 1990-11-29 | Catalytic element for use for liquid- or gas-like medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8914485U DE8914485U1 (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Catalyst moldings with flow channels of different widths |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8914485U1 true DE8914485U1 (en) | 1990-02-22 |
Family
ID=6845303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8914485U Expired - Lifetime DE8914485U1 (en) | 1989-12-08 | 1989-12-08 | Catalyst moldings with flow channels of different widths |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03181336A (en) |
DE (1) | DE8914485U1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5792432A (en) * | 1994-11-15 | 1998-08-11 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Catalyst unit and gas purifying apparatus |
-
1989
- 1989-12-08 DE DE8914485U patent/DE8914485U1/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2326093A patent/JPH03181336A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH03181336A (en) | 1991-08-07 |
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