JPH09250898A - 充填物による液分配装置 - Google Patents
充填物による液分配装置Info
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- JPH09250898A JPH09250898A JP6055996A JP6055996A JPH09250898A JP H09250898 A JPH09250898 A JP H09250898A JP 6055996 A JP6055996 A JP 6055996A JP 6055996 A JP6055996 A JP 6055996A JP H09250898 A JPH09250898 A JP H09250898A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】充填物により気液接触を行う充填塔において充
填物を構成する波形溝を有する薄層物の長手方向の相違
により、液の分散性が異なる。充填物に落下する液の均
一な分散性を得るには液分配器が複雑となり、コストの
点で問題となる。本発明では、液を充填物に均一に落下
させ、十分な気液接触を行わせることで、高い分離効率
を有する充填塔を提供することにある。 【解決手段】気液接触用の充填物と液分配器との間、あ
るいは充填物の途中に波形溝を有する薄層物の長手方向
が充填塔円周部とほぼ直角になるように組合せて構成し
た充填物による液分配装置を設置することにより構成さ
れる。気液接触用の充填物に落下する液の分散性が良好
となる。特に充填塔内壁部と充填物外周部の領域への分
散性が改善される。このことにより、充填物による気液
接触が十分行われ、高い分離効率を有する充填塔を提供
できる。
填物を構成する波形溝を有する薄層物の長手方向の相違
により、液の分散性が異なる。充填物に落下する液の均
一な分散性を得るには液分配器が複雑となり、コストの
点で問題となる。本発明では、液を充填物に均一に落下
させ、十分な気液接触を行わせることで、高い分離効率
を有する充填塔を提供することにある。 【解決手段】気液接触用の充填物と液分配器との間、あ
るいは充填物の途中に波形溝を有する薄層物の長手方向
が充填塔円周部とほぼ直角になるように組合せて構成し
た充填物による液分配装置を設置することにより構成さ
れる。気液接触用の充填物に落下する液の分散性が良好
となる。特に充填塔内壁部と充填物外周部の領域への分
散性が改善される。このことにより、充填物による気液
接触が十分行われ、高い分離効率を有する充填塔を提供
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、充填物を充填した
充填塔に関し、特に空気分離装置において、酸素、窒
素、アルゴン等を分離する精留塔及び空気圧縮機からの
空気を水で冷却する水洗冷却塔、および該水を冷却する
蒸発冷却塔に適した充填物及び充填塔に関するものであ
る。
充填塔に関し、特に空気分離装置において、酸素、窒
素、アルゴン等を分離する精留塔及び空気圧縮機からの
空気を水で冷却する水洗冷却塔、および該水を冷却する
蒸発冷却塔に適した充填物及び充填塔に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】充填物を使用した充填塔は、蒸留、精
留、吸収等化学工学の分野で多く用いられている。ラシ
ヒリング等に代表される不規則形充填物は安価で取扱が
容易なため、広く用いられているが、実開平３−１２８
２８１号公報にみられるように、充填物自体の液体及び
ガスの分散性に限界がある。一方、メラパック（スルザ
−社）等に代表される規則形充填物は、充填物自体があ
る程度の液体及びガスの分散性を有するため、最近、各
分野に普及し始めている。
留、吸収等化学工学の分野で多く用いられている。ラシ
ヒリング等に代表される不規則形充填物は安価で取扱が
容易なため、広く用いられているが、実開平３−１２８
２８１号公報にみられるように、充填物自体の液体及び
ガスの分散性に限界がある。一方、メラパック（スルザ
−社）等に代表される規則形充填物は、充填物自体があ
る程度の液体及びガスの分散性を有するため、最近、各
分野に普及し始めている。
【０００３】上記後者の装置に関するものとしては、例
えば特公昭５７−３６００９号、特開昭６１−２９１０
１７号公報に記載されたものが挙げられる。一方、空気
の分離における充填物の適用については、ＩＮＤＵＳＴ
ＲＩＡＬ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＨＥＭ
ＩＳＴＲＹ Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．６において、窒素−
酸素系にて検討を行っている。
えば特公昭５７−３６００９号、特開昭６１−２９１０
１７号公報に記載されたものが挙げられる。一方、空気
の分離における充填物の適用については、ＩＮＤＵＳＴ
ＲＩＡＬ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＣＨＥＭ
ＩＳＴＲＹ Ｖｏｌ．３９、Ｎｏ．６において、窒素−
酸素系にて検討を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】充填物を充填した充填
塔内では、気液接触部である薄層物に互いに接触する気
相とガス相の交換のために、表面積の大小が性能の優劣
に影響する。高い分離性能を要求する場合、できるだけ
大きな表面積を有する必要がある。一方、気液接触を十
分に行わせるためには、充填物の薄層物に均一に液膜を
形成させることが重要である。特に、充填塔の内壁と充
填物の外周付近の領域への均一な液の分散は分離効率に
大きな影響を与える。液を充填物へ均一に分散させるた
めには、充填物の上部に設置された液分配器を多数設置
することにより、あるいは液分配器からの液の落下数を
多数にすることにより均一に液を分散させる方法等によ
り性能の低下を防止している。
塔内では、気液接触部である薄層物に互いに接触する気
相とガス相の交換のために、表面積の大小が性能の優劣
に影響する。高い分離性能を要求する場合、できるだけ
大きな表面積を有する必要がある。一方、気液接触を十
分に行わせるためには、充填物の薄層物に均一に液膜を
形成させることが重要である。特に、充填塔の内壁と充
填物の外周付近の領域への均一な液の分散は分離効率に
大きな影響を与える。液を充填物へ均一に分散させるた
めには、充填物の上部に設置された液分配器を多数設置
することにより、あるいは液分配器からの液の落下数を
多数にすることにより均一に液を分散させる方法等によ
り性能の低下を防止している。
【０００５】しかしながら、充填物を構成する波形溝を
有する薄層物の長手方向の向きの相違により、液の分散
性が異なる。つまり、充填物を構成する薄層物の構造か
ら長手方向はより分散し易く、逆に長手方向に直角な方
向への分散はわずかにとどまる。この現象は特に充填物
の外周部分で起こり易く効率の低下に起因する。一方、
外周部分での液の均一な分散性を得るためには前記液分
配器が複雑となり、設備費の点からも適正な策とはいえ
ない。
有する薄層物の長手方向の向きの相違により、液の分散
性が異なる。つまり、充填物を構成する薄層物の構造か
ら長手方向はより分散し易く、逆に長手方向に直角な方
向への分散はわずかにとどまる。この現象は特に充填物
の外周部分で起こり易く効率の低下に起因する。一方、
外周部分での液の均一な分散性を得るためには前記液分
配器が複雑となり、設備費の点からも適正な策とはいえ
ない。
【０００６】本発明の目的は、前記充填物に流入する液
の分散性を向上させ、十分な気液接触を行わせることが
できる充填物及び充填物を用いた充填塔を提供するにあ
る。
の分散性を向上させ、十分な気液接触を行わせることが
できる充填物及び充填物を用いた充填塔を提供するにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、充填塔内壁と充填物外周付近の領域への液の分散
を効果的に行わせることが重要である。このための手段
として、充填物を構成する波形溝を持った薄層物の長手
方向が充填塔の円周部とほぼ直角にになるように構成し
た充填物による液分配装置を、充填物の上方に設置する
ことにより達成できる。
には、充填塔内壁と充填物外周付近の領域への液の分散
を効果的に行わせることが重要である。このための手段
として、充填物を構成する波形溝を持った薄層物の長手
方向が充填塔の円周部とほぼ直角にになるように構成し
た充填物による液分配装置を、充填物の上方に設置する
ことにより達成できる。
【０００８】充填物による液分配装置を構成する充填物
の波形溝を有する薄層物の長手方向が、充填塔円周部と
ほぼ直角になる様に構成されるため、液は前記薄層物の
長手方向に沿って流れ易くなり、この結果液を幅広く分
散することができる。したがって、充填塔内壁と充填物
外周付近の領域まで液を均一に分散させることができ、
充填塔全体にわたって十分な気液接触を行わせることが
でき、高い分離効率を持つ充填塔を提供できる。
の波形溝を有する薄層物の長手方向が、充填塔円周部と
ほぼ直角になる様に構成されるため、液は前記薄層物の
長手方向に沿って流れ易くなり、この結果液を幅広く分
散することができる。したがって、充填塔内壁と充填物
外周付近の領域まで液を均一に分散させることができ、
充填塔全体にわたって十分な気液接触を行わせることが
でき、高い分離効率を持つ充填塔を提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の充填物による
液分配装置の平面図を示す。図２は充填物による液分配
装置を適用した充填塔の縦断面図を示す。図１及び図２
により第１の実施例を詳細に説明する。充填塔１０内に
は、気液接触を行わせる充填物２０が塔軸方向に積み重
ねて設置してある。これらの充填物は、各エレメント毎
に波形溝を有する薄層物に対して９０度づつずらされて
塔軸方向に十数段設置してある。また、前記充填物の上
方には、小孔４０を多数有する液分配器３０が設置して
ある。
面に基づいて説明する。図１は、本発明の充填物による
液分配装置の平面図を示す。図２は充填物による液分配
装置を適用した充填塔の縦断面図を示す。図１及び図２
により第１の実施例を詳細に説明する。充填塔１０内に
は、気液接触を行わせる充填物２０が塔軸方向に積み重
ねて設置してある。これらの充填物は、各エレメント毎
に波形溝を有する薄層物に対して９０度づつずらされて
塔軸方向に十数段設置してある。また、前記充填物の上
方には、小孔４０を多数有する液分配器３０が設置して
ある。
【００１０】本発明の特徴である充填物による液分配装
置１、２の各エレメントは前記充填物２０と前記液分配
器３０の中間に設置される。充填物による液分配装置は
少なくとも１エレメント以上あれば効果的であるが本実
施例では２エレメントの場合について説明する。充填物
による液分配装置１と前記充填物２０との間には空間６
がある。充填物による液分配装置２は波形溝を有する薄
層物で構成されている。波形溝を有する薄層物を重ね合
せて構成したブロック３、４、５により１エレメントが
構成され、１エレメントあたり少なくとも３ブロックで
構成される。（本実施例では３ブロックに分割） 該ブロックを構成する薄層物、例えばブロック４の薄層
物の長手方向は充填塔１０の円周部とほぼ直角になるよ
うに構成されている。ブロック３、ブロック５も同様の
思想で構成されており、これらのブロックはブロック４
の薄層物に対して９０度ずらされて設置されている。ま
た、充填物による液分配装置２の下部に設置されるエレ
メント１は、エレメント２を９０度ずらして設置され
る。
置１、２の各エレメントは前記充填物２０と前記液分配
器３０の中間に設置される。充填物による液分配装置は
少なくとも１エレメント以上あれば効果的であるが本実
施例では２エレメントの場合について説明する。充填物
による液分配装置１と前記充填物２０との間には空間６
がある。充填物による液分配装置２は波形溝を有する薄
層物で構成されている。波形溝を有する薄層物を重ね合
せて構成したブロック３、４、５により１エレメントが
構成され、１エレメントあたり少なくとも３ブロックで
構成される。（本実施例では３ブロックに分割） 該ブロックを構成する薄層物、例えばブロック４の薄層
物の長手方向は充填塔１０の円周部とほぼ直角になるよ
うに構成されている。ブロック３、ブロック５も同様の
思想で構成されており、これらのブロックはブロック４
の薄層物に対して９０度ずらされて設置されている。ま
た、充填物による液分配装置２の下部に設置されるエレ
メント１は、エレメント２を９０度ずらして設置され
る。
【００１１】充填塔１０の上方から落下する液は液分配
器３０、及び該液分配器内の液を落下させるための小孔
４０を介し、充填物による液分配装置２及び１に流入す
る。更に充填物による液分配器のエレメント１からの液
は充填物２０上に落下し、下方からの上昇ガスと気液接
触して成分の分離を行う。
器３０、及び該液分配器内の液を落下させるための小孔
４０を介し、充填物による液分配装置２及び１に流入す
る。更に充填物による液分配器のエレメント１からの液
は充填物２０上に落下し、下方からの上昇ガスと気液接
触して成分の分離を行う。
【００１２】上方からの液は液分配器３０の小孔４０か
ら充填物による液分配装置２にある程度均一に落下する
ように構成される。充填物による液分配装置２を構成す
る波形溝を有する薄層物は充填塔円周部とほぼ直角にな
る様に構成されているため、液は薄層物の長手方向、つ
まり直径方向に沿って、より均一に分散される。このた
め、液は充填物による液分配装置２の外周付近の領域ま
でにも十分分散され、かつ全面にわたって均一に分散さ
れる。
ら充填物による液分配装置２にある程度均一に落下する
ように構成される。充填物による液分配装置２を構成す
る波形溝を有する薄層物は充填塔円周部とほぼ直角にな
る様に構成されているため、液は薄層物の長手方向、つ
まり直径方向に沿って、より均一に分散される。このた
め、液は充填物による液分配装置２の外周付近の領域ま
でにも十分分散され、かつ全面にわたって均一に分散さ
れる。
【００１３】充填物による液分配装置２、１により均一
に分散された液はそのまま下方の充填物２０に落下する
ため、充填物２０内では、下方から上昇するガスとの十
分な気液の接触が効果的に行われ、分離効率の高い充填
塔を提供することができる。また、充填物による液分配
装置は１エレメントあれば効果的であるが前述した如く
２エレメントとすることで、より高度な液分散を得るこ
とが可能となる。
に分散された液はそのまま下方の充填物２０に落下する
ため、充填物２０内では、下方から上昇するガスとの十
分な気液の接触が効果的に行われ、分離効率の高い充填
塔を提供することができる。また、充填物による液分配
装置は１エレメントあれば効果的であるが前述した如く
２エレメントとすることで、より高度な液分散を得るこ
とが可能となる。
【００１４】図３及び図４により本発明の第２の実施例
を示す。図３は充填物による液分配装置２の平面図を示
す。図４は充填物による液分配装置９の平面図を示す。
本実施例では充填物による液分配装置を構成するエレメ
ント２、９の各々のブロックの薄層物の設置方向を異に
したことを特徴とする。本実施例ではエレメント２が上
部、エレメント９が下部に設置される。エレメント２の
各ブロックの波形溝を有する薄層物の設置方向は、第１
の実施例と同様であるが、エレメント９の各ブロック
６、７、８の波形溝を有する薄層物の設置方向は、エレ
メント２の薄層物の各ブロックの設置方向に対して９０
度ずらして設置されている。本実施例による効果は第１
の実施例と同様であるが、エレメント２、９を構成する
ブロックの薄層物の方向を９０度ずらして設置している
ため、より良好な液の分散性が得られる。
を示す。図３は充填物による液分配装置２の平面図を示
す。図４は充填物による液分配装置９の平面図を示す。
本実施例では充填物による液分配装置を構成するエレメ
ント２、９の各々のブロックの薄層物の設置方向を異に
したことを特徴とする。本実施例ではエレメント２が上
部、エレメント９が下部に設置される。エレメント２の
各ブロックの波形溝を有する薄層物の設置方向は、第１
の実施例と同様であるが、エレメント９の各ブロック
６、７、８の波形溝を有する薄層物の設置方向は、エレ
メント２の薄層物の各ブロックの設置方向に対して９０
度ずらして設置されている。本実施例による効果は第１
の実施例と同様であるが、エレメント２、９を構成する
ブロックの薄層物の方向を９０度ずらして設置している
ため、より良好な液の分散性が得られる。
【００１５】図５及び図６により本発明の第３の実施例
を示す。図５は、本発明の充填物による液分配装置の平
面図を示す。図６は充填物による液分配装置を適用した
充填塔の縦断面図を示す。本実施例では充填物による液
分配装置２、１あるいは９と充填物２０を接して構成し
たことを特徴とする。本実施例での効果は第１、第２の
実施例と同様であるが、充填塔の高さを低くできる効果
を得る。
を示す。図５は、本発明の充填物による液分配装置の平
面図を示す。図６は充填物による液分配装置を適用した
充填塔の縦断面図を示す。本実施例では充填物による液
分配装置２、１あるいは９と充填物２０を接して構成し
たことを特徴とする。本実施例での効果は第１、第２の
実施例と同様であるが、充填塔の高さを低くできる効果
を得る。
【００１６】図７及び図８により本発明の第４の実施例
を示す。図７は、本発明の充填物による液分配装置の平
面図を示す。図８は充填物による液分配装置を適用した
充填塔の縦断面図を示す。本実施例では充填物による液
分配装置２を充填物２０の間に設置したことを特徴とす
る。本実施例での充填物による液分配装置２を構成する
各ブロックの構造は第１及び第２の実施例に示すものと
同様である。つまり各ブロックを構成する薄層物長手方
向は充填塔１０の円周部とほぼ直角になるように構成さ
れている。本実施例によれば充填物２０の薄層物に沿っ
て落下してきた液を該充填物による液分配装置２によ
り、さらに均一に分散でき、均一な分散液を下方の充填
物に供給できる効果を得る。
を示す。図７は、本発明の充填物による液分配装置の平
面図を示す。図８は充填物による液分配装置を適用した
充填塔の縦断面図を示す。本実施例では充填物による液
分配装置２を充填物２０の間に設置したことを特徴とす
る。本実施例での充填物による液分配装置２を構成する
各ブロックの構造は第１及び第２の実施例に示すものと
同様である。つまり各ブロックを構成する薄層物長手方
向は充填塔１０の円周部とほぼ直角になるように構成さ
れている。本実施例によれば充填物２０の薄層物に沿っ
て落下してきた液を該充填物による液分配装置２によ
り、さらに均一に分散でき、均一な分散液を下方の充填
物に供給できる効果を得る。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、気液接触用の充填物２０と液
分配器３０との間、あるいは充填物２０の途中に波形溝
を有する薄層物の長手方向が充填塔円周部とほぼ直角に
なるように組合せて構成して充填物による液分配装置を
設置することにより、気液接触用の充填物に落下する液
の分散性が良好となる。特に充填塔内壁部と充填物外周
部の領域への分散性が改善される。このことにより、充
填物による気液接触が十分行われ、高い分離効率を有す
る充填塔を提供できる。
分配器３０との間、あるいは充填物２０の途中に波形溝
を有する薄層物の長手方向が充填塔円周部とほぼ直角に
なるように組合せて構成して充填物による液分配装置を
設置することにより、気液接触用の充填物に落下する液
の分散性が良好となる。特に充填塔内壁部と充填物外周
部の領域への分散性が改善される。このことにより、充
填物による気液接触が十分行われ、高い分離効率を有す
る充填塔を提供できる。
【図１】本発明による液分配装置の第１の実施例を示す
平面図である。
平面図である。
【図２】図１に示す液分配装置を適用した充填塔の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図３】本発明による液分配装置の第２の実施例を示す
平面図である。
平面図である。
【図４】図３に示す液分配装置を適用した充填塔の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図５】本発明による液分配装置の第３の実施例を示す
平面図である。
平面図である。
【図６】図５に示す液分配装置を適用した充填塔の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図７】本発明による液分配装置の第４の実施例を示す
平面図である。
平面図である。
【図８】図７に示す液分配装置を適用した充填塔の一例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
１０…充填塔、２０、…充填物、３０…液分配器、１，
２，９……充填物による液分配装置。
２，９……充填物による液分配装置。
Claims (7)
- 【請求項１】複数の充填物が軸方向に多段設置され、各
段の充填物は、充填塔内に平並に配置された波形溝を有
する複数の薄層物によって構成され、隣接する薄層物は
それらの波形溝が互いに交差するように配置され、か
つ、該薄層物は間隔をおいて配置された小孔の列を有
し、上部から液体を流下させ、該液体と下部から上昇す
る気体とを向交流接触させる気液接触用の充填塔におい
て、前記充填物の上方に充填物による液分配装置を設置
し、該液分配装置は前記充填物を構成する複数の薄層物
によって構成され、該液分配装置の波形溝の薄層物の方
向は、少なくとも３ブロックに分別され、各々のブロッ
クの波形溝の薄層物は互いに９０度ずらして設置され、
各ブロックの薄層物の長手方向は充填塔の円周部とほぼ
直角方向に配置され、これらのブロックにより１つのエ
レメントを構成し、液分配装置としたことを特徴とする
充填物による液分配装置。 - 【請求項２】前記充填物による液分配装置を少なくとも
２エレメント以上重ねて設置し、２エレメント部は、前
記１エレメントに対して９０度ずらして設置することを
特徴とする請求項１記載の充填物による液分配装置。 - 【請求項３】複数の充填物が軸方向に多段設置され、各
段の充填物は、充填塔内に平並に配置された波形溝を有
する複数の薄層物によって構成され、隣接する薄層物は
それらの波形溝が互いに交差するように配置され、か
つ、該薄層物は間隔をおいて配置された小孔の列を有
し、上部から液体を流下させ、該液体と下部から上昇す
る気体とを向交流接触させる気液接触用の充填塔におい
て、前記各充填物の上方に充填物による液分配装置を設
置し、該液分配装置は前記充填物を構成する複数の薄層
物によって構成され、該液分配装置の波形溝の薄層物の
方向は、少なくとも３ブロックに分別され、各々のブロ
ックの波形溝の薄層物は互いに９０度ずらして設置さ
れ、各ブロックの薄層物の長手方向は充填塔の円周部と
はぼ直角方向に配置され、これらのブロックにより１つ
のエレメントを構成し、更に前記エレメントの下方に前
記エレメントの各ブロックの薄層物の波形溝の方向に対
して９０度ずらして設けられた他の３ブロックで１エレ
メントを構成するエレメントを重ねて構成し、液分配装
置としたことを特徴とする充填物による液分配装置。 - 【請求項４】前記充填物による液分配装置を前記充填物
に接して構成したことを特徴とする請求項１、２または
３記載の充填物による液分配装置。 - 【請求項５】前記充填物による液分配装置を前記充填物
の途中に設置して構成したことを特徴とする請求項１、
２または３記載の充填物による液分配装置。 - 【請求項６】前記充填物による液分配装置は、空気分離
用の充填塔に適用することを特徴とした請求項１、２、
３、４及び５のいずれか記載の充填物による液分配装
置。 - 【請求項７】複数の充填物が軸方向に多段設置され、各
段の充填物は、充填塔内に平並に配置された波形溝を有
する複数の薄層物によって構成され、隣接する薄層物は
それらの波形溝が互いに交差するように配置され、か
つ、該薄層物は間隔をおいて配置された小孔の列を有
し、上部から液体を流下させ、該液体と下部から上昇す
る気体とを向交流接触させる気液接触用の充填塔におい
て、前記充填物の上方に充填物による液分配装置を設置
し、該液分配装置は前記充填物を構成する複数の薄層物
によって構成され、該液分配装置の波形溝の薄層物の方
向は、少なくとも３ブロックに分別され、各々のブロッ
クの波形溝の薄層物は互いに９０度ずらして設置され、
各ブロックの薄層物の長手方向は充填塔の円周部とほぼ
直角方向に配置され、これらのブロックにより１つのエ
レメントを構成し、液分配装置としたことを特徴とする
充填物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06055996A JP3225831B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 充填物による液分配装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06055996A JP3225831B2 (ja) | 1996-03-18 | 1996-03-18 | 充填物による液分配装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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1996
- 1996-03-18 JP JP06055996A patent/JP3225831B2/ja not_active Expired - Fee Related
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