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关键词:化工工艺;节能降耗;技术
0引言
近些年来随着我国科学技术发展和可持续发展战略的实施,相关部门逐步加大化工工艺中能源消耗问题的研究。通过实施节能降耗技术,不仅符合现阶段我国可持续发展战略的要求,也是化工企业实现自身转型的必然要求。化工工业自身实际消耗的能源较大,且工业生产过程中大多能源都是非再生能源,所以对于社会以及化工企业来说也是较大的危机。目前通过创新科学技术来优化传统化工技术,能够进一步提高生产效率,降低资源损耗,更好地符合社会长远发展的需要。
1当前化工工艺的耗能概述
化工工业自身能源消耗较大,但是能源的消耗也是不可避免的。从当前的发展现状来看,能源消耗与资源浪费主要体现在两个方面,就是理论上能源消耗和最小功,理论上的最小功就是为了更好地确保工业生产速度而形成的推动力以及一些无法避免的能量损耗。所以最小功从理论发展角度来看不具有节能优势,大多能量的实际耗损都是人为原因所导致的,可以通过创新性措施来进行改善与规避,从而更好地完成当前化工工业节能降耗任务[1]。提高节能降耗技术还需要从生产管理角度出发,扩大化工企业人力资源的管理优势,将绿色生产的管理理念充分融入到化工生产环节中,以此来提高生产的整体效益。
2化工工艺生产过程对外部环境造成的影响
随着当前我国社会主义市场经济的发展,对于物质材料的需求量在不断扩大,化工工艺生产为人类社会创造经济效益的同时也带来了诸多环境问题。比如全球变暖和大气污染等环境现象,化工工艺制作过程中对于外部环境影响更加明显。在农业方面,使用农药化肥对土壤、空气、饮水源造成了严重污染。工业生产中大量废物的排放对生态环境造成负面影响,冷冻设备释放的气体对臭氧层造成了破坏,对于我国未来社会的全面发展起到了限制作用。从经济发展角度来看,能量消耗在一定程度上也提高了利用成本,使得企业经济效益不断降低。所以在这样的发展背景下,加强节能降耗技术分析显得至关重要。
3现阶段化工工艺中常见的节能降耗技术探析
3.1改善传统化工工艺条件,控制生产能耗通过科学化的计算方式有效降低化工生产过程中外部压力,明确工艺生产中压力产生的主要因素,为稳定化学反应提供保障。此外,生产中输送反应物过程中,电机拖动系统会降低综合能耗。比如气态反应物的压缩能耗,以此保障生产稳定运行的同时,实现节能降耗目的。在化学反应物确定实际反应环境之后,对于吸热反应的实际温度需要进行控制,这样会降低反应温度,从而降低化工工艺中实际供热输出,提高相关系统设备的热能利用效率。此外,需要全面提升化学反应的实际转化效率,对于工艺反应过程中不良作用进行控制,最大程度降低实际能耗[2]。
3.2使用更多新工艺、新技术和新设备
随着我国当前科学技术以及化工工艺的发展,对新技术和新设备的依赖程度不断扩大。通过改善传统的化工工艺以及生产技术,化工企业在实际生产过程中能够节约最大的能源消耗,确保生产质量提升的同时扩大经济效益。当前化工企业可以根据不同化学反应的特点,采用短程蒸馏技术、结晶分离技术等,使得化工工艺的生产环节能够得到有效控制。此外企业需要引入更多节能型、操作方便、能力转化效率较高的生产工艺,促进传统工艺技术的全面升级,更好地扩大化工产品的效益。此外需要选用换热器、空冷器等设备,以此降低化工设备实际生产中产生的综合能耗[3]。
3.3加强化工生产中动力能源的控制
目前化工生产过程中需要对动力能耗高度重视,降低能源消耗。企业可以推广使用变频节能调速,能够有效降低电机拖动系统电能消耗。通过变频实现动态调速,将传统化工企业静态调节方案全面升级,为电机拖动系统的长期稳定发展提供重要保障,能够最大程度降低装备负荷率较低的问题,扩大电机拖动系统使用过程的重要作用,进一步控制能源浪费的情况。现阶段化工企业自身发展需要以节能降耗为基本概念,从整体发展系统上进行优化改造。对系统所需资源进行合理配置,从而扩大各个装置之间的联动作用,扩大能源的转换范围,最大程度降低高能耗现象的出现,达到节能降耗的目的。此外,加强污水回收利用也是重要环节,化工企业首先需要提高企业人员自身的环保节能意识,推广使用污水回收技术,将水资源消耗有效降低。化工企业需要注重回收各项能源的余能,能够节约生产成本,扩大生产效益。在运用发电、制冷等转换技术的基础上,通过利用余热等资源,节省实际生产能耗,也能够适应低碳环保的基本要求。
3.4进一步提升催化剂的活性
当前化工企业在实际生产中运用锅炉以及相关机电设备在一段时间之后会出现锈蚀现象,最终导致此类设备实际传热功能受到限制,长期使用过程中将会导致较大的能源损耗。所以相关技术人员可以通过阻垢剂对设备进行护理,以此来实现化工能源的节能性。除了阻垢剂的有效使用之外,还能发挥出各类化学反应剂的作用,通过催化剂的使用能够加大化工生产中副产物利用效率,提高基本化工原料综合利用效率。
3.5加强化工生产中的技术管理
在完整的化工工艺生产过程中,要想进一步实现节能降耗目的,需要建立完善的节能生产管理技术以及部门责任制度,将生产环节中的各项责任有效落实到个人。这不仅能够有效提升生产环节中工作人员的积极性,还能提高生产技术管理质量。相关部门需要建立完善的工作监督体制,对于化工生产中能源消耗较大问题予以记录,通过反复实践探究应对方法,从根本上提升节能降耗技术的实效性。通过对实际资料的分析表明,目前在化工生产过程中加强各个环节的日常管理,能够使得生产能耗有效降低。所以在确保生产技术运行的同时,需要建立完善节能管理制度来提供保障,将会更全面地突出实际节能效果。
3.6全面开发绿色化工技术
当前要想全面开发绿色化工技术,需要从生产源头进行控制,始终坚持绿色化的生产理念,对于实际化工生产中所产生的废物进行重复利用,这样能够进一步降低实际生产成本,降低能源消耗。此外化工生产环节中会产生废物排放,对自然生态环境造成巨大的污染,所以通过引入绿色化工技术,能够将污染程度有效降低。现阶段我国科学技术发展较快,为绿色化工技术的发展和完善提供了有效动力,也取得了相应的建设性成果,但是仍旧处于完善阶段。相关技术人员要合理分析化工生产的经济效益与环境问题之间的矛盾,在绿色化工技术发展的过程中将其矛盾有效解决,从而更好地促进我国化工工业的发展,更好地适应可持续发展的目标。
4结语
总而言之,现阶段我国经济高速发展,在化工生产在经济发展中起到了重要作用。当前化工工业生产中产生的能源消耗问题需要社会及相关部门予以高度重视,全面发展节能降耗技术,这不仅社会责任,也是企业提高生产效率和产品质量的保障。在发展节能降耗技术的同时,还需要促进经济的可持续发展,为企业扩大经济效益。政府部门也需要高度支持,使得我国节能降耗技术发展的越来越快,走向世界。
参考文献:
[1]姜阅民.化工工艺中常见的节能降耗技术及应用实践探微[J].化工管理,2016(27):116.
[2]张闯,唐芬.对化工工艺中常见的节能降耗技术的研究分析[J].商品与质量,2015(1):42-43.
关键词:化工工艺 节能降耗 技术 措施
引言
随着我国经济的迅速发展,人们的生活水平得到了极大地提升,社会在充分发展利用化工工艺的同时也在大量消耗着各类材料。但是随着党和政府对于节能降耗重视程度的逐渐加大以及社会发展的形势所需,节能环保这一课题得到了各行业的广泛关注。在这样的环境背景下,化工工艺的节能降耗得到了相应的发展。通常情况下,化工工艺的制作过程对于外部环境具有重要的负面影响,不仅会产生诸多环境问题,更在一定程度上浪费着各类资源。因此,加大对化工工艺节能降耗的创新和发展力度,大范围内充分应用节能降耗措施具有至关重要的现实意义。
一、化工工艺制作过程对外部环境的影响
随着社会经济的蓬勃发展,大量物质材料得以消耗,在为人类创造巨大财富的同时也为环境带来了一系列的不良反应。诸如空气污染以及全球变暖等现象都是在这样的环境下生成的,而化工工艺制作过程中对于外部的环境影响更为显著。农业方面,大量农药的使用对土壤和空气造成了污染和破坏,对于水源的污染也起到了直接的影响作用;而在工业方面,大量工业废弃物的排放直接对环境造成了重大的污染,空调以及各种冷冻设备所释放出的气体也直接对臭氧层造成了破坏。简而言之,化工工艺在制作过程中将会产生各类有毒物质,对于我们所生活的环境来说造成了巨大的破坏。从经济方面的因素考虑,这些额外的能量消耗也在一定程度上增加了利用成本,降低了企业经济效益。在这样的背景下应用节能降耗技术显得至关重要。
二、当前化工工艺中比较常见的能耗
很长一段时间内,化工行业都是消耗较大的产业之一。就我国目前的状况来看,化工企业在生产工艺中比较常见的两种消耗主要体现在两方面,也就是理论上所说的最小功和能量损耗。而理论上的最小功则是指为了能够保证生产的正常速度而产生的推动力和部分无法消耗的能量耗散。能量损耗是指在现实的生产过程中,鉴于某些不合理或不能够避免的因素所带来的损耗。从两者的属性上来看,最小功的节能降耗潜力较小,基本上不具备节能降耗的发展空间。但能量损耗却是由于各类人为因素所导致的,通过在特定阶段的部分环节加以改善和创新,能够在很大程度上借助于这种人为的努力来达到最终的节能降耗目的。
三、化工工艺中的常见节能降耗技术
在当今竞争激烈的社会环境中,企业要想能够跟上时展的趋势,发展的节奏能够符合国家和社会的需要,实现快速、健康发展,在日常的生产活动中必须重视节能降耗工作。要牢固树立起节能降耗意识,并且能在节能降耗意识的指引下采取应用科学合理的生产方式来实现节能目的,保证自身利益的最大化,从而提升自身的竞争优势。对于化工工艺生产的节能降耗来讲,当前较为常见的有效措施就是改善化工反应工艺条件,积极采用先进工艺技术,通过对化工工艺的有效控制来有效降低化工生产工艺综合能耗。通常情况下,改善化学反应工艺条件主要应当从几方面来着手。
1.降低化工生产反应的外部压力。对于化工工艺来讲,降低化工生产反应的外部压力能够在很大程度上保证化学反应能够得到正常进行。与此同时,降低化工生产反应外部压力对于降低输送化学反应中反应物的综合能耗也具有显著的效应。
2.优化系统反应所需要的热量。首先保证化学反应具备正常的环境条件,并且以此为基础进而降低和优化化学反应所需要的温度,从而有效降低整个系统所需要的热量,最终提升热能的有效利用率,实现节能降耗的目标。
3.注重对化学反应效率的优化和改进。通过优化化学反应的反应效率将会在很大程度上抑制反应中产生的各类副反应作用,在这种状态下减少化学反应中的能耗以及产品分离能耗。
4.做好强化化学反应催化剂的综合活性。对于化工工艺来说,催化剂在化学反应中占有十分重要的地位,是化学反应中的重要组成部分,从某种程度上来讲也是节能降耗的关键物质。因此,强化催化剂的活性或者使用具有新效果的催化剂不仅对于化工工艺生产过程的效率以及环境条件具有重要的改进作用,更能在很大程度上降低化工产品的综合生产能耗。另一方面来讲,根据实际的化工工艺对催化剂进行合理选择将会有效减少化工工艺产品以及其生产过程中其他副产物的生成,在这种环境条件下降低化工工艺中产生的各类能耗。
5.使用新工艺、新技术。仅仅改善工艺反应条件是远远不够的,这只是现有工艺条件的提升,要想保障资源的使用率,进一步降低耗能,实现效益的最大化,必须不断开发新工艺,新技术。新工艺、新技术的使用可以维持生产耗能处于最低水平下。应优先采用节能连续型、操作便捷、能量转换效率高的各种化工生产工艺,并通过相关的化工技术的升级改造,降低能耗,提高化工产品的综合效益。如近年来广泛采用的分子筛变压技术、膜分离技术和物理溶剂技术代替传统的化学吸收、精馏、萃取和深冷分离等,促使化工工艺的总用能得到了有效的控制,取得显著的节能成果。
四、结束语
伴随着党和政府对于生态文明建设重视程度的不断加深,对于科学发展观和可持续发展理念的日益渗透,节能降耗已经成为了全社会所应当着重发展的重点。为了能够使人与自然和谐相处,为了能够促进我国经济的健康有序发展,发展化工工艺中的节能降耗技术,并将其合理运用到具体的实践活动中具有至关重要的现实影响,将会为我国低碳经济提供强有力的推动和支撑。
参考文献:
[1]杨健,汪兰英.化工工艺中常见的节能降耗技术措施[J].中国石油和化工标准与质量,2013,19:27.
北京市“十一五”的成效和经验为“十二五”节能降耗减排再上新台阶奠定了坚实的基础
不久前公布的国家“十二五”规划纲要提出了五年的节能降耗减排目标,这些目标也已初步分解到地方。“十二五”节能降耗减排目标怎样完成,社会各界十分关注。4月2日,北京市召开了节能降耗及应对气候变化工作大会,对“十一五”节能降耗减排工作进行了系统的总结,安排部署了下一阶段任务。北京市就此打响又一个节能降耗减排的五年战役,踏上了节能降耗减排新的征程!
回眸“十一五”,北京市将节能降耗减排作为转变经济发展方式的重要抓手,加快产业结构调整升级,加大新技术、新产品推广应用,加强重点工程实施推进,节能降耗减排工作取得显著成效,全市万元GDP能耗五年累计下降26.5%左右,下降幅度位于全国第一,万元GDP能耗绝对值全国最低,是全国惟一连续五年完成年度目标的省级地区,全市二氧化碳排放强度下降29%左右。通过“十一五”的努力实践,北京市积累了很好的节能降耗减排经验和做法,初步形成了“双轮驱动、三方协同、五力并举、八项提升”的节能工作推进模式,即:以结构调整和技术创新双轮驱动,充分发挥政府主导、市场促进、全民参与的三方主体作用,综合运用“机制创新带动、政策资金引导、重点工程支撑、监督管理推动、宣传教育调动”五大举措,实现资源利用、产业优化、清洁低碳、生态环境、基础工作、技术支撑、服务能力、全民意识八项指标效率提升。北京市“十一五”的成效和经验是一笔宝贵的财富,为“十二五”节能降耗减排再上新台阶奠定了坚实的基础。
当前,北京市已进入建设中国特色世界城市的新阶段,产业结构趋向服务化和高端化,“以退促降”空间变窄,节能潜力逐渐减小,实施成本和难度越来越高,节能形势更加严峻,要在过去五年节能突出成绩的较高起点上,完成“十二五”期间国家下达给本市的/7%节能目标和18%碳减排目标,压力之大前所未有。面对这样的艰难局面,需要拿出更大的勇气、决心和智慧来推进节能降耗减排。北京市“十二五”规划纲要已经提出了节能降耗减排的重点任务和实现路径。“十二五”时期,要更加注重制度建设,以建筑节能和管理节能为重点,依靠科技进步、标准带动、价格和利益机制引导,加快向“内涵促降”转变,下更大的力气把节能降耗提升到一个更高水平。此次节能大会对于本市打好“十二五”节能降耗减排战役意义重要,而当务之急是尽快将节能降耗减排的各项任务真正全面地落到实处,化为各级政府、企业、民众的具体而高效的行动。
磨煤机作为火电厂锅炉运行系统中的重要辅助设备,肩负着磨制和输送合格粉煤的重要任务,其运行的质量关系着粉煤的输送质量和锅炉的运行效率,同时对锅炉的节能降耗具有十分重要的意义和价值。本文通过对锅炉节能降耗中磨煤机环节运行中的问题进行分析,探讨磨煤机节能降耗的改进措施,进而提高整个锅炉的运行效率。
关键词:
锅炉;节能降耗;磨煤机;改进;分析
在火力发电机组中磨煤机作为主要的设备之一,具有煤种适应性广、运行安全可靠的性能,较多类型的磨煤机中应用最为广泛的要数双进双出钢球磨煤机。该类型的磨煤机能够自动调整煤量,自动控制料位,稳定磨煤机筒体内的存煤量,从而提高煤粉的浓度和细度。磨煤机的完好率和运行情况与锅炉的燃烧效率和制粉系统运行的经济性起着十分重要的作用,因此在实际的运行中需要对锅炉中的磨煤机进行节能改造,提高锅炉的节能降耗。本文通过对锅炉节能降耗中磨煤机环节运行中的问题进行分析,探讨磨煤机节能降耗的改进措施,进而提高整个锅炉的运行效率。
1磨煤机的工作原理
双进双出型钢球磨煤机包括原煤进口管、一次风入口管等装置组成,主要特点是空心轴作为原煤和热风的入口,也是磨细的原煤进入混合物的出口,并且与煤粉分离器构成两个相互对称的闭合回路。双进双出型磨煤机具有较强的煤种适应性,能够稳定煤粉的细度,尤其是在低负荷的情况下煤粉细度提高,能够稳定燃烧,增强大负荷变化的需求。双进双出型钢球磨煤机也就是双侧进煤,一次出风,双侧出煤粉,有两个对称的研磨回路。磨煤机两端为中空的轴,主要由轴承支撑。中空轴内有一根空心的圆管,外边有固定的螺旋输送装置,磨煤机转动时,空心圆管与中空轴一起转动。在磨煤机的具体运行过程中,原煤从给煤机下煤管卸下后,经过混料箱进入到空心轴的底端,在螺旋输送装置的旋转作用下,原煤从两侧空心轴进入到磨煤机内。一次风从空心轴两端的热风箱经过空心轴管进入到磨煤机中。被磨细的原煤随着一次风进入到空心轴上部的粗细分离器中,较粗的颗粒继续落回道中空轴,并与原煤混合再次研磨,直到细度合格后直接进入到燃烧器中。
2磨煤机运行中的问题
某电厂的磨煤机选用的是ZGM113N型磨煤机,该磨煤机出力最大值为53.45t/h,通风量最大值为25.14kg/s,原煤颗粒≤30Mm,通风量最小值为17.1kg/s,磨辊加载的额定压力为20MPa,磨煤机轴的功率为512kW,磨辊加载拉杆拉力最大值为471kN,额定功率为512kW,电动机的额定功率为650kW,电动机的电压为6kV,电动机的转速为990r/min,磨煤机磨盘的转速为24.4r/min。燃煤所设计的煤种有磨煤机5台,其中备用一台,53.45t/h的磨煤机额定出力。产煤的质量较差,且5台全部投入使用都不能满足磨煤机的负荷要求,需要运行6台才能够达到总煤量的需求,导致磨煤机在运行过程中产生大量的能耗,同时给机组的安全带来较大的隐患。因此,组要进行科学的改造进而提升磨煤机的整体运行性能。
3磨煤机节能降耗的改造措施
运行ZGM113N型辊式磨煤机期间,动力相似与几何相似是其谷底与气体两相流充分发挥功能的重要准则。方案改造的主要理论在于基于磨辊一次研磨合格煤粉产量和磨辊中所通过的相关物料厚度与磨辊压入物料实际速度成正相关性。磨煤机在转速一定的情况下,煤层较为稳定时,磨煤机的出力与研磨的面积成正比。如果磨煤机的转速无任何的变化,那么磨盘和磨辊两者的宽度与相应面积也会不断增加,由此就会在很大程度上提升磨煤机本身的研磨面积。除此之外,研磨面积与研压速度提升可以将重要支撑提供给磨煤机出力。因此本次改造主要是对磨煤机的磨盘面积以及磨辊的快速增加,增加磨煤机的出力,提高磨煤机的运行效能。
3.1明确研磨部件尺寸
依照锅炉燃煤量实际需求,在改造锅炉方面应该增加磨煤机两台,或者说,提升出力6t/h,在磨煤机基点出力方面折算其实就是提升出力7.3t/h,3800mm是磨煤机机壳本身外部直径,在原来的设计尺寸基础上再将磨辊的直径增加到Φ1850mm,辊套的宽度增加到615mm,磨盘的衬板更换到Φ1850mm,并且运用新型的金稀土材料,增强其耐磨性和强度。
3.2设计旋转喷嘴
旋转喷嘴技术是磨煤机所选主要技术,对磨煤机通风电耗与阻力予以有效降低。旋转喷嘴可以向上推移磨盘边缘涡流去,将同时调整最佳喷嘴流动速度,在很大程度上降低研磨阻力,磨煤机改造前通风阻力最大值是6.41kPa。而改造后对旋转喷嘴环的喉口流速进行重新的校对和更改,使得磨煤机的最大通风阻力达到6.54kPa,保持通风阻力的稳定。
3.3新型拉杆连接套的设计
磨辊辊套直径增加到Φ1850mm,因此磨辊压架的位置应该在垂直方向上升高的距离不超过50mm,这样拉杆加载装置上的距离就会减少,磨煤机在运行的过程中煤层的厚度一般都是低于55mm,因此为了降低成本费用,设计新型的拉杆连接套。根据磨辊的直径以及姓谢角度的增加,将拉杆的长度增加48mm,将零接触加载钢伸出长度调整到276mm,这样才能够满足正常的设计要求。
3.4衬板更换
新型合金稀土耐磨衬板运用碳材料,并加上重稀土元素等微合金化进行特殊的热处理,达到碳化合物的粒化作用,这样材料就会形成粒状的碳化合物,细小且具有较强的弥散性,能够提高材料的磨损度和强度,碳材料能够达到钢的硬度和韧度要求,其中硬度能够达到48-55HRC以上,韧度能够达到49J/cm2以上。安装时检查磨煤机的衬板,将磨损的传动端和非传动端的衬板更换掉,同时对磨煤机的绞轮叶片和辐杆进行更换。
4结论
磨煤机作为火电厂锅炉运行系统中的重要辅助设备,肩负着磨制和输送合格粉煤的重要任务,其运行的质量关系着粉煤的输送质量和锅炉的运行效率,同时对锅炉的节能降耗具有十分重要的意义和价值。在锅炉的节能降耗中磨煤机作为重要的环节,其运行的效率关系着整个锅炉的运行效率和出煤的质量,对企业的经济效益有着重大的影响。因此在具体的实践运行当中,要针对磨煤机的运行原理和运行流程进行分析,调节器运行的方式和材料的性能,从而达到降低能耗,提高系统运行效率的效果。
参考文献:
[1]张香.钢球磨煤机节能降耗改造的应用与研究[J].城市建设理论研究(电子版),2015(23):6371-6372.
[2]赵彦娜,李志强.节能降耗技术在电厂锅炉运行中的应用[J].科技创新与应用,2015(22):133.
根据国家工信部和发改委近日联合印发的《关于组织开展国家低碳工业园区试点工作的通知》,到2015年,全国要创建80个特色鲜明、示范意义强的国家低碳工业园区试点,打造一批掌握低碳核心技术、具有先进低碳管理水平的低碳企业,形成一批园区低碳发展模式。
据高新区产业局相关负责人透露,创建低碳园区试点,是一项涉及园区经济社会建设各方面的系统工程。高新区将以园区低碳发展规划指导发展和布局,构建低碳发展的规划标准体系、建设低碳技术孵化平台、推进产业节能改造、优化能源结构、推进建筑低碳化、推进交通低碳化、建设多元化低碳发展宣传体系、加强低碳发展能力建设等8大方面行动,全方位打造国家级低碳工业园区。
根据高新区规划,到2015年,园区基本实现能源结构低碳化、生产消费低碳化,低碳技术孵化初具规模,低碳产业集群效应初现,低碳经济效益明显,争取成为国家低碳工业示范园区。2015年-2020年,则为高新区低碳经济深化发展阶段。这段时间,低碳产业园重点领域、重点项目相继完成,实现单位GDP碳排放比2005年降低45%的目标。
据介绍,自“十二五”以来,湘潭高新区围绕调整产业结构、节能降耗、资源循环利用等方面积极行动,已形成“钢材深加工、新能源装备制造、先进运输装备制造和现代物流”为主的产业体系。具备了打造低碳园区的良好基础。
关键词:合成氨 技术 现状 节能
随着科学技术的不断进步以及市场对于化工产品需求量的不断增加,化工行业正处于迅猛发展阶段。氨合成产品作为重要的化工产品,可以用于氮肥、硝酸以及铵态化肥的生产加工制造。随着市场对于合成氨产品要求的不断提高以及国家对于化工行业节能减排的要求,改善合成氨生产技术,加大节能技术开发,应经成为合成氨等相关化工行业迫切需要解决的主要问题。
一、现阶段合成氨工业主要生产原料
合成氨的反应公式为3H2+N2=2NH3+Q,合成氨的反应特点主要为:可逆反应,氢气与氮气反应生成氨,同时氨在一定条件下也可以分解成氢气和氮气;此外,合成氨的反应为放热过程,反应过程中反应热与温度以及压力有关;而且需要催化剂的催化方能迅速进行合成氨反应。现阶段用硬合成氨生产的原料主要有天然气、重质油以及煤或焦炭,具体生产工艺如下所示:
1.天然气
采用天然气生产合成氨主要工序为脱硫、二次转换、一氧化碳转换以及去除二氧化碳等工序,在上述工序完成后即可得到氮氢混合气,再利用甲烷化技术去除少量残余的一氧化碳以及二氧化碳,并经压缩机进行压缩处理,即可得到合成氨产品。
2.重质油
重质油主要是指常压或者减压蒸馏后的渣油以及利用原油深度加工后的燃料油。利用重质油生产合成氨的工艺为首先重油与水蒸气反应值得含氢气体。通过将部分重油燃烧以为反应转化吸热提供足够的热量以及足够的反应温度,进而通过重油制氢为合成氨的生产提供基础原料。
3.煤
以煤作为原料制取氢气的工艺流程主要包括煤的高温干馏焦化以及煤的气化两种,煤的焦化主要是将煤处于空气隔绝的高温条件下制取焦炉煤气,通常情况下焦炉煤气中含有60%左右的氢气,作为合成氨生产的原料。而煤的气化,将煤在高温条件下,通过常压或者加压的方式与水蒸气或者氧气反应,得到含氢的气体产物,以此为制作合成氨的原料。
二、合成氨生产工艺指标
1.合成氨生产压力
通常情况下将压力控制在3~4MPa左右,这主要是由于采取加压的条件可以降低能耗,保证能量的合理利用,而且采取加压的方式还可以提高反应余热的利用。
2.生产温度
对于一段炉的温度,一般控制在760~800℃左右,这主要是由于一段炉设备价值高,而且主要为合金钢管,合金钢管的特点在于温度过高容易造成使用寿命大幅度降低。对于二段炉温度,主要根据甲烷控制指标来确定。在合成氨的生产压力以及水碳比得出后,应该根据平衡甲烷的浓度来确定合成氨的生产温度。通常情况下要求yCH4
3.水碳比
由于水碳比高的条件下,残余甲烷含量降低,且可防止析碳。因此一般采用较高的水碳比,约3.5~4.0。
三、合成氨生产节能措施研究
合成氨的生产作为需要大量能好的工业,,对于合成氨生产工艺进行节能技术改造已经成为合成氨工业提高经济效益,实现健康可持续发展的关键。降低合成氨生产过程中的能耗,可以采取以下措施:
1.实现合成氨生产规模的大型化
生产规模的大型化在于可以综合利用能量,并且可以采用离心压缩机,在降低成本投入的同时,实现生产过程的节能。大型化的合成氨生产可以建立完善的热回收系统,进而降低能量的消耗,提高技术经济指标。此外,大型化的合成氨生产工艺由于采用了高速离心压缩机,减少了合成氨的设备,并实现了合成氨生产工艺的优化。
2.实现制气系统的节能优化
合成氨的生产主要集中在制气环节,制气环节的能耗达到成产工艺的70%以上,因此实现合成氨的节能,必须提高转化率降低燃料消耗。
对于利用天然气生产合成氨的工艺,可以采取以下几种措施:结合用于生产合成氨的天然气的密度以及其他信息,判断天然气碳含量,并及时调整蒸汽,并通过适当降低水碳比来实现生产工艺的节能;严格控制合成氨过程中的烟气氧含量,并尽可能的减少其波动,将其控制在较低的数值;在生产过程中除满足氢气与氮气比、二段炉出口的甲烷含量以及温度的条件外,应尽可能降低一段炉负荷;对于类似于Kelogg型的合成氨生产转化炉,应该尽可能地均衡控制各个支路间温度,并减少各炉管间温度偏差,进而大幅提高加热效率,这样不仅延长设备使用寿命,同时实现能耗的降低。
对于采用重油以及煤粉气化炉的合成氨生产工艺,实现节能技术改造可以采取以下措施:根据原料的基本属性如密度、热值等探寻反应的最佳配比,及时调整氧气量、蒸汽量,减少能耗;根据炉型及工艺设计不同控制方案,通过平稳操作和优化参数,提高转化率,降低能耗;由于这类气化控制的特殊性,如原料性质难以定性、监测点少、自动化程度低等,尚无开发出理想的优化控制系统。
3.从驰放气中回收氢
从驰放气体中回收含氢气体。从驰放气体中回收有氢气体主要有以下几种方式:第一,将驰放气体低温液化,进而通过蒸馏进行进一步的分离,通过这种方式不仅可以回收有氢气体,同时可以回收部分稀有气体。第二,采取分子筛在高压条件下吸附的方式,进而在减压下进行解吸的方法分离得到有氢气体。第三,采用多极膜分离方法,由于氢气透过膜的速率相比其他气体较高,并通过多极膜进行分离而获得纯度较高的氢气。
四、结语
随着资源的不断匮乏以及能源危机的制约,在合成氨生产工艺中采取各种节能措施,并进行技术改造以便于降低能源消耗,提高合成氨的生产效益已经成为合成氨生产技术改造的重点,这对于提高合成氨装置的设备可靠性,改善合成氨的技术经济指标也具有重要的意义。
参考文献
[1]何欢.方巨生.胡洪英.陈志方.胡振军.张新岭 热联合在塔西南化肥厂节能降耗的应用 [期刊论文] -油气田环境保护2011(5).
“低碳经济”提出的大背景,是全球气候变暖对人类生存和发展的严峻挑战。随着全球人口和经济规模的不断增长,能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识,不止是烟雾、光化学烟雾和酸雨等的危害,大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化也已被确认为不争的事实。
所谓低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。低碳经济实质是高能源利用效率和清洁能源结构问题,核心是能源技术创新、制度创新和人类生存发展观念的根本性转变。
一、低碳经济发展的必然性
1 发展低碳经济是应对气候变化的现实选择。在全球气温变暖的大背景下,我国的气候也发生了明显变化。极端天气、气候事件与灾害的频率和强度明显增大,造成的损失增加。生态环境恶化,例如农业生产损失巨大、粮食安全压力增大,海平面持续上升、沿海地区经济社会发展受到威胁等。面对未来气温升高及其可能导致的一系列严重后果。发展低碳经济已成为当务之急。
2 发展低碳经济是我国实现跨越式发展的可能路径。我国技术水平参差不齐,研发和创新能力有限。这是我们不得不面对的现实,也是我国由“高碳”经济向“低碳”转型的最大挑战。
3 发展低碳经济是我国可持续发展的内在需求。我国正处于工业化、城市化、现代化快速发展阶段,重化工业发展比较迅速。大规模基础设施建设不可能停止,能源的大量需求和快速增长一时难以改变。目前全国85%的二氧化碳、90%的二氧化硫和73%的烟尘都是由燃煤排放的。这种以煤为核心的能源结构在现在以及今后相当长的时期内都很难改变。因此,我国未来的碳排放形势相当严峻,发展低碳经济是实现我国可持续发展的战略选择。
4 低碳经济是我国经济发展的重要动力。低碳经济是以减少温室气体排放为前提来谋求最大产出的经济发展理念或发展形式。“低碳”可以被视为经济发展在环境保护、节能降耗等方面新的约束条件。但是这类条件并非一味消极地限制和约束发展,而是可以通过与新约束条件相匹配的技术和制度,创造和扩大市场规模来激发人的创造性和赢利能力,从而促进发展。目前,由于经济危机的冲击,全球经济增速放缓。但发展低碳经济不仅不会放慢经济增长,反而会促进经济的新一轮高增长。发展节能技术、碳捕获和储存技术,开发利用风能、太阳能等可再生能源,都可以创造就业机会,带动经济增长。由此可以预见,发展低碳经济是我国经济发展的重要动力。
二、发展低碳经济的重要意义
1 发展低碳经济,是调整产业结构的重要途径。我国处于快速工业化和城市化阶段,大规模的基础设施建设需要钢材、水泥、电力等的供应保证。这些“高碳”产业是新一轮经济增长的带动产业,无法通过国际市场满足国内的巨大需求,要通过发展低碳经济,提高资源、能源的利用效率,降低经济的碳强度,促进我国经济结构和工业结构优化升级。
2 发展低碳经济。是我国优化能源结构的可行性措施。煤多油少气不足的资源条件,决定了我国在未来相当长一段时间内,煤炭仍将是主要一次性能源。煤炭属于“高碳”能源,我国也没有廉价利用国际油气等“低碳”能源的条件。发展低碳经济,提高可再生能源比重,可以有效地降低一次性能源消费的碳排放。
3 “低碳经济”不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力,推进节能减排的科技创新,而且意味着引导公众反思那些习以为常的消费模式和生活方式是浪费能源、增排污染的不良嗜好,从而充分发掘服务业和消费生活领域节能减排的巨大潜力。“低碳经济”目标是减缓气候变化、促进人类的可持续发展。该经济发展模式是在减排二氧化碳的基础上发展经济,从而改善生态系统的调节和承受能力,使社会经济体系向低碳经济转型。
三、低碳经济发展的新思路
1 发展生态农业和循环农业。中国是农业大国,大力推进生态农业和农业循环经济发展,能在更广泛的层次上推进低碳经济,我们要加大力度控制化肥和农药使用,将农林剩余物循环利用作为饲料、肥料、工业原料和发电原料,减轻对环境的污染,另外要利用好农村、牧场拥有广阔地域的优势,加快太阳能、风能和沼气技术的推广普及,改善农民牧民的卫生状况,增加农村能源供应。
2 推进节能减排鼓励循环经济。对于中国这样人口众多,人均资源并不富裕的发展中国家,发展循环经济,推进节能工业,变废为宝,化害为利无疑有着切实的意义。大型工业企业是耗能大户,很多国有大型企业都由国家直接或间接调控,在配合政策支持和鼓励的同时,大力提升这些企业的生产力技术水平。淘汰落后生产模式,逐渐形成节约资源的低碳发展模式,这将具有重要意义并便于政府监督。
3 转变经济发展方式。经济方式不转变,低碳经济的美好憧憬就难以实现,目前中国的经济模式仍在很大程度上依靠高消耗来推进,这在对资源造成浪费的同时不可避免地破坏了环境,故推进产业结构的战略性调整就成为中国实现低碳经济的基础性方针。我们需要大力发展高新技术产业和现代服务业,进一步强化抑制高耗能和高排放产品的出口政策,努力开发和生产高附加值、低能耗产品,从而实现整个产业结构的低碳化。
摘要:本文结合建筑全寿命周期理论、选择应用碳排放量化方法来研究典型城市住宅碳排放问题,给出了住宅建筑全寿命周期碳排放计算模型,分析影响其各阶段碳排放的因素,以此提出城市住宅建筑节能减排的措施和改进对策的建议。
关键词:全寿命周期;碳排放;影响因素;改进对策
1.引言
全球气候变化是人类迄今为止所面临的最为严重的环境问题,2013年政府气候变化专门委员会(IPCC)的气候变化第五次评估报告得出,人类活动是20世纪中期以来全球变暖的主要原因。而全球气温升高造成大范围积雪、冰融化和海平面上升。温室气体则是引起全球变暖的最主要原因,温室气体包括CO2、CH4、N2O等气体,其中CO2对全球温室效益贡献率最大。而建筑业是一个需要大量资源和能源消耗的产业。据统计,中国能耗总量的27.5%是来自建筑业。随着经济社会的飞跃发展与城镇化速度的推进,城市人口的快速增加,城市化面积不断增大。为满足日益增长的城市人口需求,建筑总量不断增加,尤其是城市住宅建筑。因此,住宅建筑的节能减排对缓解全球能源危机和控制气候变暖意义重大。
2.城市住宅建筑全寿命周期碳排放计算模型
2.1各阶段碳排放来源
本文将本文将城市住宅建筑全寿命周期划分为建造施工阶段、使用维护阶段、拆除回收阶段三个阶段。在建造施工阶段中建筑材料的生产、机械、设备的使用以及材料运输会消耗能源,产生碳排放。在使用维护阶段包括建筑运营阶段中建筑照明、采暖、通风、空调等建筑设备能源的消耗。在拆除回收阶段中,由于建筑物拆除是由于爆破等使用的的施工机具会产生碳排放、以及回收产生的负碳排放量。
2.2寿命周期碳排放计算模型
2.2.1建造施工阶段
施工建造阶段碳排放来源包括建筑材料生产、建筑材料、构件、设备的运输、施工机械设备的使用、施工现场的管理活动过程产生的碳排放。其碳排放量计算模型:
EJZ=EJC+EJX+EXC
式中,EJZ为建造施工阶段碳排放量(tCO2);EJC、EJX、EXC分别为建材生产、运输机械台班、施工现场管理活动碳排放量(tCO2)。
EJC=∑i=ni=1(AMZTi×fZTi)+∑i=ni=1(AMWHi×fWHi)+∑i=ni=1(AMTCi×fTCi)
式中AMZTi、AMWHi、AMTCi分别为建筑主体结构、维护结构、填充结构材料用量(t),fZTi、fWHi、fTCi为建筑主体结构材料、维护结构、填充结构材料碳排放因子,i―建筑材料种类。
EJX=∑i=ni=1(AMJXi×fJXi)
式中AMJXi为建筑施工、运输机械台班使用量(台班),fJXi为建筑施工、运输机械台班碳排放量因子,i为建筑施工、运输机械种类
EXC=∑i=ni=1(AMXCi×fXCi)
式中AMXCi为建筑施工现场管理活动能源消耗量(t/kwh),fXCi为能源碳排放因子,i为建筑现场管理活动能源消耗种类。
2.2.2城市住宅建筑使用维护阶段
城市住宅建筑使用维护阶段包括使用过程和维护过程,其碳排放量计算模型:
ESYWH=ESY+ETH
式中ESYWH为建筑使用维护阶段碳排放量(tCO2),ESY、ETH为建筑使用过程、设备材料更替过程碳排放量(tCO2)。
ESY=∑i=ni=1(AMSYMi×fSYMi)+∑i=ni=1(AMSYYi×fSYYi)+∑i=ni=1(AMSYQi×fSYQi)+∑i=ni=1(AMSYDi×fSYDi)+∑i=ni=1(AMSYSi×fSYSi)
式中AMSYMi、AMSYYi、AMSYQi、AMSYDi、AMSYSi分别为建筑使用过程煤、燃油、燃气、电(kwh)、水能源消耗量(t),fSYMifSYYifSYQifSYDifSYSi分别为煤、燃油、燃气、电、水能源碳排放因子,i―建筑设备种类。
ETH=∑i=ni=1(AMTHJCi×fTHJCi)
式中AMTHJCi为建筑使用维护阶段替换材料、设备使用量(t),fTHJCi为替换材料、设备碳排放因子,i为替换材料、设备建筑设备种类。
2.2.3建筑拆除回收阶段
建筑拆除回收阶段包括建筑拆除过程与建材回收过程,其碳排放量计算模型如下:
ECSHS=ECS-EHS
式中ECSHS为建筑拆除回收阶段碳排放量(tCO2),ECS、EHS为建筑拆除过程、回收过程碳排放量(tCO2)。
ECS=∑i=ni=1(AMCSMi×fCSMi)+∑i=ni=1(AMCSYi×fCSYi)+∑i=ni=1(AMCSQi×fCSQi)+∑i=ni=1(AMCSDi×fCSDi)+∑i=ni=1(AMCSSi×fCSSi)
式中AMCSMi、AMCSYi、AMCSQi、AMCSDi、AMCSSi分别为建筑拆除过程煤、燃油、燃气、电(kwh)、水能源消耗量(m3),fCSMi、fCSYi、fCSQi、fCSDi、fCSSi分别为煤、燃油、燃气、电、水能源碳排放因子,i为建筑拆除结构种类。
EHS=∑i=ni=1(AMHSi×η×fHSi)
式中AMHSi为建筑回收材料量(t),η为建筑材料回收系数,fHSi为建筑回收材料碳排放因子,i―回收材料种类。
3.碳排放影响因素分析
3.1建造施工阶段
建造施工阶段影响因素众多主要包括建筑结构类型、建筑层高、建筑面积、选择低能耗材料情况、施工机械选择、能耗使用效率、运输方式、运输距离、工人操作技能、施工管理、施工企业资质等。
3.2使用维护阶段
为维持建筑的使用功能而采取了通风、照明、采暖、制冷、电梯等系统设备,其运行产生大量能耗和碳排放。其能源结构、能源消费强度、居民消费水平、人口密度、建筑面积等都是影响使用维护阶段碳排放的重要因素。
3.3拆除回收阶段
拆除回收阶段碳排放包括拆除阶段能耗碳排放以及回收阶段负碳排放。其影响因素包括拆除方式、建筑类型、建筑面积、建筑层数、运输方式、废弃物处理方式、机械选择、回收材料系数等。
4.城市住宅建筑低碳对策分析
4.1推广低碳施工先进技术和低碳施工管理体系
实现建筑施工低碳化,需借鉴国、国内先进经验,引进先进技术与设备,优化能源结构,积极推动太阳能、风能、地热能等清洁能源在施工过程中的应用。同时要依靠政府的行政手段,使用国家和行业推荐的节能降耗的产品,如施工现场全面使用节能照明灯,选用高效机械设备等。建立系统科学的低碳施工管理体系,有助于提高提高施工管理水平,根据施工现场实际情况,做出合理的施工规划、选择最优的施工方案。同时各参与方应以积极配合与监督施工企业现场的低碳施工执行情况。
4.2推动建筑能源价格改革
通过推动建筑能源价格改革,由按面积收费向按热量收费的同时,改革现行单一的价格政策,推行阶梯价格等价格制度。另一方面,增加对低碳能源的价格补贴,降低低碳能源的使用成本,促进建筑能源需求结构的清洁化、低碳化。
4.3培育居民低碳意识
从相关调查来看,住宅居民低碳意识均较薄弱。为此,可以采取创新宣传方式、加强示范引领、发挥社会低碳组织的力量等方式,支持社会力量建立低碳社团等社会组织,鼓励社会组织开展宣传低碳意识、培育低碳文化的各类活动,营造先进的低碳意识与低碳理念。
5.结语
本文通过分析城市住宅建筑全寿命周期碳排放来源,研究其个阶段碳排放计算模型,更进一步分析其碳排放影响因素。论述住宅建筑建筑节能减排对策,为我国住宅建筑碳排放测算以及低碳住宅建筑提供一定参考。(作者单位:重庆交通大学管理学院)
参考文献:
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[4]王志刚,鄢涛.居住建筑能耗与各建筑因素关系分析.智能与绿色建筑文集2――第二届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会.
关键词:投入产出分析;二氧化碳排放;进出口贸易;
1引言
2009年底召开的哥本哈根会议吸引了全世界的目光,“碳排放”问题也随之成为了最引人注目的焦点。我国在会议上宣布,到2020年实现单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的行动目标。据海外研究机构估计,中国目前二氧化碳的排放量2007年已经超过美国,成为世界第一大温室气体排放国。而且中国温室气体排放可能在二十年内翻番甚至更多,因此中国在兑现二氧化碳减排诺言的实践中将面临巨大的挑战。
国际贸易是影响一国温室气体排放量的重要因素。在国际贸易过程中,由于各国国际分工、产业结构、能源利用效率、技术条件以及贸易结构等方面的差异,必然会出现碳排放转移问题。随着经济全球化速度的不断加快,我国对外贸易高速增长。在拉动经济发展的同时,也造成了我国的贸易碳污染。因此从外贸结构角度来探讨我国节能减排的新途径,具有很强的现实意义。本文将利用投入产出方法客观评估和定量分析进出口贸易对我国二氧化碳排放的影响。
本文在目前国内外关于能源消耗问题已有的研究结果上,将通过分析外贸商品在本国经济运行中所起的作用,定量测算外贸商品的二氧化碳排放量,进而分析外贸商品结构对二氧化碳排放量的影响,找到对外贸易中减少二氧化碳排放的途径。
2模型及评价指标体系的构建
由于投入产出表明确直观的从产业角度反映了国民经济各部门的各种分配和消耗关系,因此要全面评价一个部门基于国际贸易的完全碳排放量,本文采用了投入产出方法。
根据国家统计局已经公布的《2007年中国投入产出表》,本文将采用2007年42×42部门的全国投入产出表。从总体上来看,我国能源消耗重点集中在第二产业的工业部门,而第三产业各产品部门能源消费量少,污染排放小。因此为了便于计算和讨论,本文把投入产出表中第三产业的16个部门合并成能源平衡表中第三产业的3个行业部门。合并后的投入产出表是29×29个部门。[1]
我国贸易出口中的内涵二氧化碳量是别国综合评估在享用我国出口商品时而避免在本国排放的二氧化碳量。由于在一般的经济活动中,各产业产品的生产不仅会直接导致最终生产部门的能源消耗,还会通过消费各种原材料及辅助材料进而间接引起其他部门的生产与能源消耗,而能源的消耗量通过某些技术参数换算即得到二氧化碳排放量。因此严格意义上讲,我国贸易出口中内涵的二氧化碳量是不同的贸易商品从生产到出口形成最终产品等环节累计二氧化碳量直接排放和间接排放之和。即完全排放。同样,进口产品隐含别国为了出口而在其国内排放的二氧化碳量,进口产品也包含能源消耗和二氧化碳排放。但值得注意的是,进口产品是在国外生产,由于国内外在生产技术、能源利用效率等方面存在差异,其产品生产所消耗能源量也会出现不同。因此不能把在国外生产的进口产品所产生的二氧化碳排放量作为国内的二氧化碳减排量,必须从进口产品在本国经济运行过程中所起作用的角度来考虑,即假定在本国生产条件下,这些进口产品作为国内最终产品生产而产生的二氧化碳完全排放量。
3对外贸易的二氧化碳排放实证
分析根据2007年的投入产出表和各部门2CO排放数据,计算得出各部门产品的2CO直接和完全排放系数,如表1所示。可以看出,直接排放系数大的部门其完全排放系数也相对较大,如部门2“煤炭开采和细选业”、部门12“化学工业”、部门13“非金属矿物制品业”以及部门14“金属冶炼及压延加工业”等等,其2CO直接排放和完全排放系数都位于29部门的前列,值得重点关注。由于它们的进出口比重也比较大,会对出口排放强度和进口减排强度产生较大影响。此外有些直接排放系数和完全排放系数呈现出明显的差异,较小的部门,其完全排放系数可以扩大很多。如第18个部门“电气机械及器材制造业”,直接排放系数仅为0.14,完全排放系数则扩大了近17倍,达到2.37,充分说明了产品生产过程中2CO间接排放的重要影响。
各部门产品2CO直接排放系数和完全排放系数(吨/万元)部门编号部门直接排放系数完全排放系数kf出口比重进口比重列出了根据2007年投入产出表以及进出口额计算所得结果。由表可见,2CO出口排放强度小于2CO进口减排强度,这就意味着,单位出口产品内含的能源消耗低于单位进口产品带来的能源节省,也即对外贸易有助于节约能源消费,有助于降低单位产值能耗。但是从我国对外贸易的二氧化碳转移总量上看,由于进出口贸易量之间的差异,出口规模的迅速增长导致我国2007年对外贸易2CO排放量大于2CO减排量,分别为192401.01万吨和149177.35万吨。处于2CO净进口状态,为贸易碳污染转入国。
4结论和政策
建议总体上看,由于在国际产业分工中,我国处于产业链的低端,生产和出口了大量的高耗能和高排放产品,承担了大量本应在进口国排放的二氧化碳。导致对外进出口贸易中出口二氧化碳耗能高于进口二氧化碳省能。由于国家贸易碳排放的变化,不仅受进出口规模、进出口结构的影响,更受部门能源利用结构和能源强度等生产技术因素的影响,考虑到国家现阶段经济发展及能源结构特点,中国在未来的对外贸易中,不仅适当控制高能耗、高碳排的部门出口规模,鼓励低耗能产品的出口;更要降低高耗能产品进口门槛。同时应积极引进先进生产技术,提高能源利用效率,降低部门能耗强度。优化我国进出口贸易的产业结构,在促进经济发展的基础上实现节能减排的目标。新晨
[参考文献]
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