一种新的高效降尘方法
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3 雾滴粒 度及分散 性
喷 水 降 尘 效 果 差 , 对直 径 小 于5 m 的呼 吸 性 粉 尘 效 果 更 差 ,原 因 是水 滴粒 度 大 , 分
压 M P ) a
图2 射流含水量与喷水压力的关系 l 一喷咀08 m .r a 2 喷 咀1 . 一 mm
目前 ,绝大多 数煤矿 仍采 用低压水 降尘 ,水压偏 低 ,流量偏大 ,形成水 患 , 机械 锈蚀, 使
煤 的含水量加大 ,底 板产 生 松软,而 降尘 效率却很 低,尤其对危害工人 健康 的5¨ m以下 的呼
吸 性粉 尘降尘 作用极小 . 现 从 以下五个方面 进行论 证 .
1 喷雾降尘机理
由下落.
低压 射 流 喷 雾 时 ,最 初 的 水 流 是 紧 密 的 ,后 来 由于 空 气 的 阻 力 就 分 散 成 雾 滴 ,这些 雾 滴 沿 着 平 行 于射 流轴 的方 向运 动 , 当雾 滴 离 开 喷 咀 一 定 距 离而 处 于衰 减 区 时 ,运 动 速 度减 慢 ,
并开始降落 .
2 5 赜雾射流言水 量 . 单位体积 空气中 自有效捕尘 的雾滴水量 是喷雾射 流 的一个重 要特 征.研究 表明,较好结
构 的 喷 雾 器 能 保 证每 m. 气 中 有 效 捕 尘 的雾 滴 水 量 约 2 . .而 空 气 中 含 尘量 与 含水 量 相 空 —2 5g 当 时 , 个 水 量 对 空 气 的完 全 除 尘 是 远 不 够 的 . 雾射 流 中能 有 效 捕 尘 的 雾 滴水 量 与水 压 密 切 这 喷 相 关 . 从 图2 以看 出 ,射 流 中 能 有 数 捕 尘 雾 滴 水 量 随 着 压 力 的 增 加 而 增 加 . 压 力 为 l 一 可 O 1 . a 2 5MP 的喷 雾 射 流 能 有效 捕尘 的 雾 滴水 量 比压力 为 2 5: P的 提 高 1 倍 左 右 . . M]a 0 2 0 喷 咀 结 构 . 为 了让 水 从 喷咀 出 口后达 到小 流量 全 雾 化 的要 求 ,除 了增 加 压 力外 ,对 喷 咀 结 构和 尺 寸 还 要 进 行 多 方 面 的控 制 ,从 而 使 雾 化射 流 满 足 上述 要 求 .例 如 引 射 射 流, 旋 转射 流 , 雾 化 角 ,有 效 雾 化 距 离等 .
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西 安 矿 业
自
学 院 荦 报
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一种新 的高 效 降尘 方法
黄 俊
. i f 么·
( 械 工 程 系) 机
擅
要
针 对 目前 煤 矿 使 用低 压 水 阵 尘 效 率 低 , 患 严 重 的 现 象, 出采 用 高压 小流 量唷 水 提 雾 降尘 .从 啃 雾 降 尘机 理 , 射 流 结构 和 形 式 , 雾滴 枉 度 和 分 散 性 , 雾 滴 运 动 速 度 殪
量72 5个差 异较 小. 表明 ,喷射压力 这 岳,雾 滴 分散性好 ,在整个射 流 区段雾滴 分布均 匀 .
第4 期
黄俊
一 种 新 的 高教 降 尘 方 法
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实 验 结 果 见 表 2 表 3 和 . 也 井 不 是 水 滴 粒 度 越 小 就 越 好 . 小粒 径 的雾 滴 极 易 汽 化 ,在 空气 中 存 在 的 时 间很 短 . 过 表 4 出 3 ¨ 刊 O m雾 滴 在不 同 条 件下 存 在 的 时 间 . 寰2 高 喷 咀 7 m处的 射 流 中 心 水 压 与 雾 滴 数 量 ,直 径
小 ,中 心 的 含水 量大 . 随 着压 力 的 增 高 ,射 流 周边 含水 量 逐 渐 增 加 ,中 心含 水 量 下 降 ,
口 — — —MP— — L 古 压 力 ) { (} 古
目 圆柱形射流直经与喷射压力 的关系
在 整个 射 流 范围 内含 水 量 趋 于平 衡 ,这 种 水 量 分布 对 捕 尘 是极 为 有利 的
霉 滴 带 电效 应 等 方面 论证 高压 小 流 量 的 优越 性 . 初 步试 验 表 明 , 降 尘 效 率 提 高 刭
9 左 右 , 并 消 除 了水 惠 . O
关■蜀 :喷 雾,雾滴 ,粒度 , 高压水 我院 机械 系和 实习工厂共同 研制了一 台脉 冲射 流压 力为 5 a 流量为 5 / n 高压 小 SP , L mi 的 流量降尘器 ,在粉尘 浓度为5 0 / 左右 的机截工 作面 试验 , 0 m. mg 降尘效 率达 9 %一9 .而低 4 7 压 ( 续射 流 1 - P )射 流 的降 尘 效 率一 般 只 有5 "6 ,甚 至 更 低 . 连 " 2M 且 0 -0 国内 , 科总院重庆 分院研制了高压喷雾器 , 石炭井矿 务局机掘工 作面试验效果很 好 . 煤 在 佳术 斯煤机 厂在 E J 1 0 掘进机上 配备 连续射 流 压 力为 1 " 3 a B 一 型 0 0 -0 MP ,流 量 为 6 / i O rn La 的高压水 降尘 ,降尘效 率为8 .前苏联鼬I l 5 I K r型采 煤 机采煤 时 , 喷 水 压力1 蛐P , — O a 耗水量为 1 / ,降尘 率9 . " 9 . , 5L t 5 4 -8 7 空气含尘量 降为4 ~7 mg m 而 普通喷雾时 ,含 8 2 l ,
高压 喷 雾 则 不 同 ,从 喷咀 中 喷 出 的 高速 水 流 经 过 很 短 的距 离 就 分 散成 雾 滴 ,并 在 雾 滴 之 后 形 成一 股 气 流 ,射 流 中雾 滴 继 续运 动 ,除 了压 力 作 用外 ,也 有 气 流 的 作 用 . 试 验 中 ,压 力 迭 6MP ,就 有 较 强 的 含尘 气 流 被卷 吸 入 雾 区 ,压 力超 过 1 B 0MP. ,卷 吸 作 用 十 分 强 烈 ,并 伴 有 吱 吱 尖 叫 声 . 雾 滴 在射 流全 长 上 的运 动 速 度 超 过 了沉 降速 度 ,不 出现 低 压 喷 雾 时 明显 的 射 流 衰 减 区 .衰 减 区降 尘 效 率 极 抵 ,此 时 的雾 滴 处 于 自重 下 沉 状 态 , 已没 有 足 够 的 能 量 与 粉 尘碰撞凝并 . 22 曩雾 射 流 的 形状 . 试 验 表 明 ,喷 咀 出 口后水 射 流 的形状 与压 力 有 关 . 随 着压 力 的 增加 ,6MP 以 上 即可 明 a 显 的 观察 至射 流 圆 银 形 部 分长 度 缩 短 ,射 流 逐渐 变为 圆 柱 形 . 表 1 作者 试 验 的 射 流 段长 为 度. 从 表 1 以看 出 ,提 高 喷 雾 射 流 的压 力 能 增加 射 流 圆 柱形 段长 度 ,使 雾 化 射 流 在 含 尘 空 可 气 中 通过 的 路 程 增 长 而 取得 良好 的捕 尘 效 果 . 裹 I 不 同压 力下 射 流段 长 度
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力 为 2 5MP 的 1 7 倍 ( 1 . . a . 5 图 )
2 ● 射 流 中 水 的 分 布 .
水在 整个射流 长度上的均匀分 布是有效
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捕 的 要 件 实 圆 形 流 比 好 韫 r 十 — — —r — 尘 主 条 . 心 锥 射 能 较 — —卜 寸 — — _ f
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拦 截 和 捕 获使 雾 滴 与尘 粒 凝 并 .
2 喷 雾射 流 的 结构和 形 式
2 I 喷■射 流的结构 .
喷雾 水射 流从 喷咀 出 口后 分两个 区 ,第一 个 区 称为 有 散 作 用 区 ,在 该 区 ,雾 滴 以很 大 的 喷 出速 度运 动 ,重 力 没 有 对 它产 生 影 响 . 第二 个 区为 衰减 区 ,在 该 区 ,雾 滴 在重 力 作 用 下 自
m,当 压 力 升 高 I 1 ~m时 ,雾 滴 直 径下 降为 7 m. 实 验 还 证 实 , 离射 流 轴 1 2 所 ~ V a ,oI c 5 .5m处
取的雾粒 数量 ,当压力 为2 5 a . MP 对为5 3 ,与射 流中心处的雾滴数量4 5 有较大 差异 , 8个 2个 而压力 升高到 1 MP 对 ,离射 流中心轴 12 0 a .5 m处雾滴数 量为7 8 ,与射 流中心 处的雾滴数 O个
散 性差 ,水 滴 数 量 少 , 与粉 尘 碰 撞 和 拦 截 的几 率 小 ,降 尘 效 率 低 .同 时 ,水 浦 粒 度 与粉 尘 粒
Biblioteka Baidu
度相差太大 ,粉尘沿水 滴周 围绕过而 滑流 ,难 以凝并沉降 . 实验数据提 出,水压 对雾滴粒 度有直接影响 ,在 25MP 压力 下产 生 的雾 滴直径为4 2 . a 5
因 此 ,也 不 希望 水 滴 粒 度 过 小 .3 m的 水 滴 在 相 对 湿 度 为 8 , 温 度 为 2 ℃时 只 能 保 0¨ O O 持 7 1s . ,可 见 小 于 3 m,譬 如 几 p O¨ m的水 滴还 没 有 与 粉 尘 碰 撞 就 汽化 了 ,基 本 上不 起 降尘 作
尘 量 为 9 - 1 / 耗 水 量 是高 压时 的2 6 … . 般采 用 1 " 1 a 压 喷 雾 时 . 形 成 0~1 2mg m .倍 一 - 5 0- 水 所 的 雾 粒 能 全 部 满 足除 尘 需 要 ,可 使 低 压 喷 雾 难 以沉 降 的 呼 吸 性 粉 尘 由原 来 的7 . 降 尘 率升 56 高 到 9 . " 9 . 62 - 8 6 - .
用.
裴4 不同温度和空气相对温度下 O m雾滴的存在时 问 () 3¨ s
温 度 ( C) . 空气 相对湿 度
8 % 0 9 0
过 大 和 过 小 的雾 滴捕 尘 效 果都 不好 仲 良同 志 在 他 的 硕 士 论 文 中 , 宁 通过 " 阵 计 算 , 基
把 粒度直径6 一1 0 O 6 m作为 最佳 降尘 效果雾滴范围.美国学者认为 ,1 m直 径 的粉 尘 易被 ¨ 1 0 m直径的雾滴捕捉 , m直 径的粉尘 易被2 O 0¨ 2 O m直径的雾滴捕捉 , 佳 降 尘 效果 的雾 i 最 商
喷雾 降尘的实质是 液杰雾滴 与悬 浮于空气中 的周态 粉尘碰撞凝并使 其湿 润 ,容重 增加 而 加 快沉 降,有的使尘 粒粘附在雾 滴表面凝 聚成大颗粒而 沉降.其机理 是雾滴对粉尘的碰撞 ,
本 文 1 9 年 1 ) 3 9 1 292 日收 到
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黄 佳
一 种 的新 高效 降 尘 方 法
地满 这 要求. 垂直 的 量分 叁~ I 1 1 l = 一 足 个 水在 轴上 水 布 " 千 - 1 —
最水射直部压高 萋 l 1 f 大譬流轴,力 - 含 垂下而增 耋 】j l 量 在 , f l 忖 卜1 f
, 一
到01 P , 射 含 量上 的 台 水 量 1 2 最 流水边接 于 流 对 大 周 近射轴 M 心 . 由 此 说 明 ,低 压
Z 3 射 渍I 叠 o
圆柱形射 流直 径对降尘效果 具有重大影响 .射 流直 径决定喷 雾面积 ,喷雾面积越大 ,对
粉 尘 碰 撞 , 拦截 和 捕 获 的 范 围 越大 ,从 而碰 撞 几 率 必 然 增 大 ,捕 尘效 率也 将 增 高 .射 流 圆拄
形 直径与射 流喷射 压力有关 .离 喷咀 出 i同一 距离 ,压 力为 i a l 0 MP 的圆柱形 射 流直 径是压
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3 雾滴粒 度及分散 性
喷 水 降 尘 效 果 差 , 对直 径 小 于5 m 的呼 吸 性 粉 尘 效 果 更 差 ,原 因 是水 滴粒 度 大 , 分
压 M P ) a
图2 射流含水量与喷水压力的关系 l 一喷咀08 m .r a 2 喷 咀1 . 一 mm
目前 ,绝大多 数煤矿 仍采 用低压水 降尘 ,水压偏 低 ,流量偏大 ,形成水 患 , 机械 锈蚀, 使
煤 的含水量加大 ,底 板产 生 松软,而 降尘 效率却很 低,尤其对危害工人 健康 的5¨ m以下 的呼
吸 性粉 尘降尘 作用极小 . 现 从 以下五个方面 进行论 证 .
1 喷雾降尘机理
由下落.
低压 射 流 喷 雾 时 ,最 初 的 水 流 是 紧 密 的 ,后 来 由于 空 气 的 阻 力 就 分 散 成 雾 滴 ,这些 雾 滴 沿 着 平 行 于射 流轴 的方 向运 动 , 当雾 滴 离 开 喷 咀 一 定 距 离而 处 于衰 减 区 时 ,运 动 速 度减 慢 ,
并开始降落 .
2 5 赜雾射流言水 量 . 单位体积 空气中 自有效捕尘 的雾滴水量 是喷雾射 流 的一个重 要特 征.研究 表明,较好结
构 的 喷 雾 器 能 保 证每 m. 气 中 有 效 捕 尘 的雾 滴 水 量 约 2 . .而 空 气 中 含 尘量 与 含水 量 相 空 —2 5g 当 时 , 个 水 量 对 空 气 的完 全 除 尘 是 远 不 够 的 . 雾射 流 中能 有 效 捕 尘 的 雾 滴水 量 与水 压 密 切 这 喷 相 关 . 从 图2 以看 出 ,射 流 中 能 有 数 捕 尘 雾 滴 水 量 随 着 压 力 的 增 加 而 增 加 . 压 力 为 l 一 可 O 1 . a 2 5MP 的喷 雾 射 流 能 有效 捕尘 的 雾 滴水 量 比压力 为 2 5: P的 提 高 1 倍 左 右 . . M]a 0 2 0 喷 咀 结 构 . 为 了让 水 从 喷咀 出 口后达 到小 流量 全 雾 化 的要 求 ,除 了增 加 压 力外 ,对 喷 咀 结 构和 尺 寸 还 要 进 行 多 方 面 的控 制 ,从 而 使 雾 化射 流 满 足 上述 要 求 .例 如 引 射 射 流, 旋 转射 流 , 雾 化 角 ,有 效 雾 化 距 离等 .
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一 种 新 的 高教 降 尘 方 法
31 6
实 验 结 果 见 表 2 表 3 和 . 也 井 不 是 水 滴 粒 度 越 小 就 越 好 . 小粒 径 的雾 滴 极 易 汽 化 ,在 空气 中 存 在 的 时 间很 短 . 过 表 4 出 3 ¨ 刊 O m雾 滴 在不 同 条 件下 存 在 的 时 间 . 寰2 高 喷 咀 7 m处的 射 流 中 心 水 压 与 雾 滴 数 量 ,直 径
小 ,中 心 的 含水 量大 . 随 着压 力 的 增 高 ,射 流 周边 含水 量 逐 渐 增 加 ,中 心含 水 量 下 降 ,
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目 圆柱形射流直经与喷射压力 的关系
在 整个 射 流 范围 内含 水 量 趋 于平 衡 ,这 种 水 量 分布 对 捕 尘 是极 为 有利 的
霉 滴 带 电效 应 等 方面 论证 高压 小 流 量 的 优越 性 . 初 步试 验 表 明 , 降 尘 效 率 提 高 刭
9 左 右 , 并 消 除 了水 惠 . O
关■蜀 :喷 雾,雾滴 ,粒度 , 高压水 我院 机械 系和 实习工厂共同 研制了一 台脉 冲射 流压 力为 5 a 流量为 5 / n 高压 小 SP , L mi 的 流量降尘器 ,在粉尘 浓度为5 0 / 左右 的机截工 作面 试验 , 0 m. mg 降尘效 率达 9 %一9 .而低 4 7 压 ( 续射 流 1 - P )射 流 的降 尘 效 率一 般 只 有5 "6 ,甚 至 更 低 . 连 " 2M 且 0 -0 国内 , 科总院重庆 分院研制了高压喷雾器 , 石炭井矿 务局机掘工 作面试验效果很 好 . 煤 在 佳术 斯煤机 厂在 E J 1 0 掘进机上 配备 连续射 流 压 力为 1 " 3 a B 一 型 0 0 -0 MP ,流 量 为 6 / i O rn La 的高压水 降尘 ,降尘效 率为8 .前苏联鼬I l 5 I K r型采 煤 机采煤 时 , 喷 水 压力1 蛐P , — O a 耗水量为 1 / ,降尘 率9 . " 9 . , 5L t 5 4 -8 7 空气含尘量 降为4 ~7 mg m 而 普通喷雾时 ,含 8 2 l ,
高压 喷 雾 则 不 同 ,从 喷咀 中 喷 出 的 高速 水 流 经 过 很 短 的距 离 就 分 散成 雾 滴 ,并 在 雾 滴 之 后 形 成一 股 气 流 ,射 流 中雾 滴 继 续运 动 ,除 了压 力 作 用外 ,也 有 气 流 的 作 用 . 试 验 中 ,压 力 迭 6MP ,就 有 较 强 的 含尘 气 流 被卷 吸 入 雾 区 ,压 力超 过 1 B 0MP. ,卷 吸 作 用 十 分 强 烈 ,并 伴 有 吱 吱 尖 叫 声 . 雾 滴 在射 流全 长 上 的运 动 速 度 超 过 了沉 降速 度 ,不 出现 低 压 喷 雾 时 明显 的 射 流 衰 减 区 .衰 减 区降 尘 效 率 极 抵 ,此 时 的雾 滴 处 于 自重 下 沉 状 态 , 已没 有 足 够 的 能 量 与 粉 尘碰撞凝并 . 22 曩雾 射 流 的 形状 . 试 验 表 明 ,喷 咀 出 口后水 射 流 的形状 与压 力 有 关 . 随 着压 力 的 增加 ,6MP 以 上 即可 明 a 显 的 观察 至射 流 圆 银 形 部 分长 度 缩 短 ,射 流 逐渐 变为 圆 柱 形 . 表 1 作者 试 验 的 射 流 段长 为 度. 从 表 1 以看 出 ,提 高 喷 雾 射 流 的压 力 能 增加 射 流 圆 柱形 段长 度 ,使 雾 化 射 流 在 含 尘 空 可 气 中 通过 的 路 程 增 长 而 取得 良好 的捕 尘 效 果 . 裹 I 不 同压 力下 射 流段 长 度
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水在 整个射流 长度上的均匀分 布是有效
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2 喷 雾射 流 的 结构和 形 式
2 I 喷■射 流的结构 .
喷雾 水射 流从 喷咀 出 口后 分两个 区 ,第一 个 区 称为 有 散 作 用 区 ,在 该 区 ,雾 滴 以很 大 的 喷 出速 度运 动 ,重 力 没 有 对 它产 生 影 响 . 第二 个 区为 衰减 区 ,在 该 区 ,雾 滴 在重 力 作 用 下 自
m,当 压 力 升 高 I 1 ~m时 ,雾 滴 直 径下 降为 7 m. 实 验 还 证 实 , 离射 流 轴 1 2 所 ~ V a ,oI c 5 .5m处
取的雾粒 数量 ,当压力 为2 5 a . MP 对为5 3 ,与射 流中心处的雾滴数量4 5 有较大 差异 , 8个 2个 而压力 升高到 1 MP 对 ,离射 流中心轴 12 0 a .5 m处雾滴数 量为7 8 ,与射 流中心 处的雾滴数 O个
散 性差 ,水 滴 数 量 少 , 与粉 尘 碰 撞 和 拦 截 的几 率 小 ,降 尘 效 率 低 .同 时 ,水 浦 粒 度 与粉 尘 粒
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度相差太大 ,粉尘沿水 滴周 围绕过而 滑流 ,难 以凝并沉降 . 实验数据提 出,水压 对雾滴粒 度有直接影响 ,在 25MP 压力 下产 生 的雾 滴直径为4 2 . a 5
因 此 ,也 不 希望 水 滴 粒 度 过 小 .3 m的 水 滴 在 相 对 湿 度 为 8 , 温 度 为 2 ℃时 只 能 保 0¨ O O 持 7 1s . ,可 见 小 于 3 m,譬 如 几 p O¨ m的水 滴还 没 有 与 粉 尘 碰 撞 就 汽化 了 ,基 本 上不 起 降尘 作
尘 量 为 9 - 1 / 耗 水 量 是高 压时 的2 6 … . 般采 用 1 " 1 a 压 喷 雾 时 . 形 成 0~1 2mg m .倍 一 - 5 0- 水 所 的 雾 粒 能 全 部 满 足除 尘 需 要 ,可 使 低 压 喷 雾 难 以沉 降 的 呼 吸 性 粉 尘 由原 来 的7 . 降 尘 率升 56 高 到 9 . " 9 . 62 - 8 6 - .
用.
裴4 不同温度和空气相对温度下 O m雾滴的存在时 问 () 3¨ s
温 度 ( C) . 空气 相对湿 度
8 % 0 9 0
过 大 和 过 小 的雾 滴捕 尘 效 果都 不好 仲 良同 志 在 他 的 硕 士 论 文 中 , 宁 通过 " 阵 计 算 , 基
把 粒度直径6 一1 0 O 6 m作为 最佳 降尘 效果雾滴范围.美国学者认为 ,1 m直 径 的粉 尘 易被 ¨ 1 0 m直径的雾滴捕捉 , m直 径的粉尘 易被2 O 0¨ 2 O m直径的雾滴捕捉 , 佳 降 尘 效果 的雾 i 最 商
喷雾 降尘的实质是 液杰雾滴 与悬 浮于空气中 的周态 粉尘碰撞凝并使 其湿 润 ,容重 增加 而 加 快沉 降,有的使尘 粒粘附在雾 滴表面凝 聚成大颗粒而 沉降.其机理 是雾滴对粉尘的碰撞 ,
本 文 1 9 年 1 ) 3 9 1 292 日收 到
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一 种 的新 高效 降 尘 方 法
地满 这 要求. 垂直 的 量分 叁~ I 1 1 l = 一 足 个 水在 轴上 水 布 " 千 - 1 —
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圆柱形射 流直 径对降尘效果 具有重大影响 .射 流直 径决定喷 雾面积 ,喷雾面积越大 ,对
粉 尘 碰 撞 , 拦截 和 捕 获 的 范 围 越大 ,从 而碰 撞 几 率 必 然 增 大 ,捕 尘效 率也 将 增 高 .射 流 圆拄
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