JPH01176416A - 燃焼排ガスの清浄化方法 - Google Patents
燃焼排ガスの清浄化方法Info
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- JPH01176416A JPH01176416A JP62336303A JP33630387A JPH01176416A JP H01176416 A JPH01176416 A JP H01176416A JP 62336303 A JP62336303 A JP 62336303A JP 33630387 A JP33630387 A JP 33630387A JP H01176416 A JPH01176416 A JP H01176416A
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- purification
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Classifications
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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-
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Landscapes
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、燃焼排ガスの清浄化方法に関し、更に詳しく
は、CO225%以下(ドライ・ベース二以下同様)の
低C02濃度の燃焼排ガスをも清浄化し得るとともに、
CO2、N2、Arなどを有用材料として回収し得る方
法に関する。
は、CO225%以下(ドライ・ベース二以下同様)の
低C02濃度の燃焼排ガスをも清浄化し得るとともに、
CO2、N2、Arなどを有用材料として回収し得る方
法に関する。
従来技術とその問題点
従来からも、プレッシャー スイング アトソープショ
ン法(P S A)により製鉄廃ガスからCO2を回収
する方法は、実用化されており、公害の防止及び有用材
料の回収という観点から今後より一層の発展が期待され
ている。しかしながら、従来のPSAによる燃焼排ガス
の処理においては、C02濃度が25%以下の場合には
、経済的に実用化不可能であるとされているのが実情で
ある。
ン法(P S A)により製鉄廃ガスからCO2を回収
する方法は、実用化されており、公害の防止及び有用材
料の回収という観点から今後より一層の発展が期待され
ている。しかしながら、従来のPSAによる燃焼排ガス
の処理においては、C02濃度が25%以下の場合には
、経済的に実用化不可能であるとされているのが実情で
ある。
また、CO2濃度が25%以上の場合であっても、湿度
、温度などの気象条件により運転状況が左右されるため
、操作が不安定となりやすい。さらに、吸着されたCO
3の脱着時に装置内温度が低下する逆サーマル現象に対
する有効な対策もなされていないため、安定した操業が
困難である。
、温度などの気象条件により運転状況が左右されるため
、操作が不安定となりやすい。さらに、吸着されたCO
3の脱着時に装置内温度が低下する逆サーマル現象に対
する有効な対策もなされていないため、安定した操業が
困難である。
従って、C02濃度25%以下の燃焼排ガスをも安定し
て処理し得る新たな技術の出現が望まれている。
て処理し得る新たな技術の出現が望まれている。
問題点を解決するための手段
本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、燃焼排ガスからのCO2の吸着による分離
および吸着されたCO2の脱離を特定の条件下に行う場
合には、CO3含有の低い燃焼排ガスの処理を経済性高
く行い得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
重ねた結果、燃焼排ガスからのCO2の吸着による分離
および吸着されたCO2の脱離を特定の条件下に行う場
合には、CO3含有の低い燃焼排ガスの処理を経済性高
く行い得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の方法を提供するものである
:「燃焼排ガスの清浄化方法において、 (I)燃焼排ガスをシリカゲル、アルミナゲル、ゼオラ
イト、活性炭及び活性白土の少なくとも一種を充填する
一次精製装置を通過させて、NOx、SOx及び水分を
除去する工程 (II)一次精製燃焼排ガスをゼオライト系モレキュラ
ーシーブ、カーボン系モレキュラーシーブ、活性炭、天
然ゼオライト及び活性炭繊維の少な(と゛も一種を充填
する二次精製装置を通過させて、CO3を吸着除去し、
微量の02を含むN2ガスを形成させる工程、及び (m)二次精製装置からのCO2の脱着工程において、 (a)二次精製装置に製品CO2の一部を導入し、還流
を行って、該装置内に残存するN2ガスをパージする還
流工程、 (b)加熱条件下に製品CO2の一部を循環するかまた
は二次精製装置を間接加熱することにより、吸着された
CO3を脱着し、後続の減圧脱着における真空ポンプの
負荷を減少させる加熱脱着工程、及び (c)真空ポンプによる減圧脱着工程 からなる二次精製装置からの002の脱着工程を備えた
ことを特徴とする燃焼排ガスの清浄化方法。」 以下図面にフローチャートとして示す実施態様を参照し
つつ、本発明を更に詳細に説明する。
:「燃焼排ガスの清浄化方法において、 (I)燃焼排ガスをシリカゲル、アルミナゲル、ゼオラ
イト、活性炭及び活性白土の少なくとも一種を充填する
一次精製装置を通過させて、NOx、SOx及び水分を
除去する工程 (II)一次精製燃焼排ガスをゼオライト系モレキュラ
ーシーブ、カーボン系モレキュラーシーブ、活性炭、天
然ゼオライト及び活性炭繊維の少な(と゛も一種を充填
する二次精製装置を通過させて、CO3を吸着除去し、
微量の02を含むN2ガスを形成させる工程、及び (m)二次精製装置からのCO2の脱着工程において、 (a)二次精製装置に製品CO2の一部を導入し、還流
を行って、該装置内に残存するN2ガスをパージする還
流工程、 (b)加熱条件下に製品CO2の一部を循環するかまた
は二次精製装置を間接加熱することにより、吸着された
CO3を脱着し、後続の減圧脱着における真空ポンプの
負荷を減少させる加熱脱着工程、及び (c)真空ポンプによる減圧脱着工程 からなる二次精製装置からの002の脱着工程を備えた
ことを特徴とする燃焼排ガスの清浄化方法。」 以下図面にフローチャートとして示す実施態様を参照し
つつ、本発明を更に詳細に説明する。
第1図において、燃焼排ガスは、ライン(1)から−次
精製装置(3)に送られる。本発明方法の対象となる燃
焼排ガスは、例えば、CO2濃度10%前後であれば、
良い。−次精製装置(3)は、NO1SOx及び水分を
選択的に吸着除去する為のものであり、シリカゲル、ア
ルミナゲル、ゼオライト、活性炭、活性白土などの公知
の吸着剤の少なくとも一種が充填されている。
精製装置(3)に送られる。本発明方法の対象となる燃
焼排ガスは、例えば、CO2濃度10%前後であれば、
良い。−次精製装置(3)は、NO1SOx及び水分を
選択的に吸着除去する為のものであり、シリカゲル、ア
ルミナゲル、ゼオライト、活性炭、活性白土などの公知
の吸着剤の少なくとも一種が充填されている。
−吹精製を終えたガスは、ライン(5)を経て二次精製
装置に送られる。二次精製装置は、通常2つ以上の精製
塔からなっているが、第1図に示す実施態様では、3つ
の精製塔(7)、(8)、(9)により構成されている
。これらの精製塔は、夫々吸着、還流パージ及び減圧加
熱脱着の各工程を順次経過する。これらの精製塔には、
CO2を選択的に吸着除去するためのゼオライト系モレ
キュラーシーブ、カーボン系モレキュラーシーブ、活性
炭、天然ゼオライト、活性炭繊維の少なくとも一種が充
填されている。これらの精製塔は、PSA及びサーマル
スイング アトソープション(T S A)の2つの
吸着及び脱着原理を併用するプレッシャー アンド サ
ーマル スイング アトソープション法(PTSA)に
より操作される。
装置に送られる。二次精製装置は、通常2つ以上の精製
塔からなっているが、第1図に示す実施態様では、3つ
の精製塔(7)、(8)、(9)により構成されている
。これらの精製塔は、夫々吸着、還流パージ及び減圧加
熱脱着の各工程を順次経過する。これらの精製塔には、
CO2を選択的に吸着除去するためのゼオライト系モレ
キュラーシーブ、カーボン系モレキュラーシーブ、活性
炭、天然ゼオライト、活性炭繊維の少なくとも一種が充
填されている。これらの精製塔は、PSA及びサーマル
スイング アトソープション(T S A)の2つの
吸着及び脱着原理を併用するプレッシャー アンド サ
ーマル スイング アトソープション法(PTSA)に
より操作される。
すなわち、一次精製燃焼排ガスを第1の精製塔(7)に
送り、低温かつ加圧下に002を選択的に吸着させる。
送り、低温かつ加圧下に002を選択的に吸着させる。
ここに“低温かつ加圧”という条件は、後述する脱着操
作時の条件に比して、温度が低くかつ圧力が高いことを
意味するものであって、特に限定されないが、通常温度
−10〜50℃程度、ゲージ圧力0〜9.9kgf/c
J程度の範囲とすることが好ましい。二次精製を終えた
ガスは、N を主成分とし、数%以下の02及びAr等
を含んでおり、ライン(11)からそのまま回収され、
不活性ガスとしてそのまま利用されるか、後述するよう
に、更に処理を受けて、高純度のN2、Ar102など
に分離される。
作時の条件に比して、温度が低くかつ圧力が高いことを
意味するものであって、特に限定されないが、通常温度
−10〜50℃程度、ゲージ圧力0〜9.9kgf/c
J程度の範囲とすることが好ましい。二次精製を終えた
ガスは、N を主成分とし、数%以下の02及びAr等
を含んでおり、ライン(11)からそのまま回収され、
不活性ガスとしてそのまま利用されるか、後述するよう
に、更に処理を受けて、高純度のN2、Ar102など
に分離される。
第1の精製塔(7)からの出ガス中の002濃度が急激
に上昇し始める時点で、一次精製燃焼排ガスの供給を第
2の精製塔(8)に切り替え、引き続き上記と同様にし
て、CO2の選択的な吸着を行う。
に上昇し始める時点で、一次精製燃焼排ガスの供給を第
2の精製塔(8)に切り替え、引き続き上記と同様にし
て、CO2の選択的な吸着を行う。
上記の精製塔(7)における吸着工程と並行して、すで
に吸着工程を終えている第3の精製塔(9)にバッファ
ータンク(12)に蓄えられた製品CO2の一部を冷却
器(15)により冷却し、ライン(13)を経て導入し
、塔内空隙部に残存するN SO2、A r等を含む
ガス及び吸着剤に吸着されたN2等をCO2により置換
し、これらをライン(17)からパージする。精製塔の
塔頂には、CO2センサー(図示せず)を設けておき、
CO2濃度の急激な上昇が認められると、直ちに弁(図
示せず)を切り替えて、還流パージを中止する。
に吸着工程を終えている第3の精製塔(9)にバッファ
ータンク(12)に蓄えられた製品CO2の一部を冷却
器(15)により冷却し、ライン(13)を経て導入し
、塔内空隙部に残存するN SO2、A r等を含む
ガス及び吸着剤に吸着されたN2等をCO2により置換
し、これらをライン(17)からパージする。精製塔の
塔頂には、CO2センサー(図示せず)を設けておき、
CO2濃度の急激な上昇が認められると、直ちに弁(図
示せず)を切り替えて、還流パージを中止する。
さらに、上記の精製塔(7)における吸着工程及び上記
の精製塔(9)における還流工程に並行して、すでに還
流工程を終えている第2の精製塔(8)内を吸着操作時
よりも高温条件におき、CO2の加熱脱着を行なう。高
温条件を作り出すためには、ポンプ(19)を設けたC
O2循環ライン(21)に熱交換器(23)のような加
熱機構を配置するか、精製塔を間接加熱機構(図示せず
)により加熱する。かくして、加熱脱着に引き続いて行
われる減圧脱着時の真空ポンプの負荷を減少させること
が出来る。減圧脱着は、ライン(25)上に設けた真空
ポンプ(27)により行う。なお、間接加熱を行うの場
合には、加熱脱着と同時に行うこともできる。得られる
高純度CO2は、バッファータンク(12)に−時的に
蓄えられた後、ライン(29)からを製品として回収さ
れる。脱着条件は、特に限定されるものではないが、通
常温度30〜100℃程度、真空度50〜760ト一ル
程度の範囲とすることが好ましい。かくして、CO2の
吸着時の最大吸着量と脱着時の残存吸着量により定義さ
れる有効吸着量を最大とすることにより、装置をコンパ
クト化することが出来る。
の精製塔(9)における還流工程に並行して、すでに還
流工程を終えている第2の精製塔(8)内を吸着操作時
よりも高温条件におき、CO2の加熱脱着を行なう。高
温条件を作り出すためには、ポンプ(19)を設けたC
O2循環ライン(21)に熱交換器(23)のような加
熱機構を配置するか、精製塔を間接加熱機構(図示せず
)により加熱する。かくして、加熱脱着に引き続いて行
われる減圧脱着時の真空ポンプの負荷を減少させること
が出来る。減圧脱着は、ライン(25)上に設けた真空
ポンプ(27)により行う。なお、間接加熱を行うの場
合には、加熱脱着と同時に行うこともできる。得られる
高純度CO2は、バッファータンク(12)に−時的に
蓄えられた後、ライン(29)からを製品として回収さ
れる。脱着条件は、特に限定されるものではないが、通
常温度30〜100℃程度、真空度50〜760ト一ル
程度の範囲とすることが好ましい。かくして、CO2の
吸着時の最大吸着量と脱着時の残存吸着量により定義さ
れる有効吸着量を最大とすることにより、装置をコンパ
クト化することが出来る。
以後、各精製塔において上記と同様の工程切替えを繰返
し行う。
し行う。
なお、回収された製品CO2の一部は、前述の様に、上
記の還流パージ用ガスとして、使用される。
記の還流パージ用ガスとして、使用される。
また、還流パージ工程で各精製塔の上部から出て来るC
O2リッチなパージガスは、減圧下での脱着終了後の精
製塔の昇圧に利用することが出来る。この場合、パージ
ガス中に含まれるCO2は、有効に回収され、CO3回
収率が改善される。
O2リッチなパージガスは、減圧下での脱着終了後の精
製塔の昇圧に利用することが出来る。この場合、パージ
ガス中に含まれるCO2は、有効に回収され、CO3回
収率が改善される。
ライン(11)からのN2を主成分とする二次精製ガス
は、必要ならば、例えば、PSAによる三次精製装置に
送られ、高度の精製処理を受ける。
は、必要ならば、例えば、PSAによる三次精製装置に
送られ、高度の精製処理を受ける。
三次精製装置は、通常2つ以上の精製塔からなっている
が、第1図に示す実施態様では、2つの精製塔(31)
、(33)により構成されている。これらの精製塔には
、O2を選択的に吸着除去するための活性炭系モレキュ
ラーシーブ、ゼオライト系モレキュラーシーブ、K置換
モレキュラーシーブ、Fe置換モレキュラーシーブ、Z
n置換モレキュラーシーブなどの少なくとも一種が充填
されている。このPSAによる02の吸着及び脱着は、
常法にしたがって、精製塔(31)と精製塔(33)と
を交互に切り替えて行えば良いので、詳述しない。
が、第1図に示す実施態様では、2つの精製塔(31)
、(33)により構成されている。これらの精製塔には
、O2を選択的に吸着除去するための活性炭系モレキュ
ラーシーブ、ゼオライト系モレキュラーシーブ、K置換
モレキュラーシーブ、Fe置換モレキュラーシーブ、Z
n置換モレキュラーシーブなどの少なくとも一種が充填
されている。このPSAによる02の吸着及び脱着は、
常法にしたがって、精製塔(31)と精製塔(33)と
を交互に切り替えて行えば良いので、詳述しない。
三次精製を終えたガス(N2及びArから主としてなる
)は、ライン(35)を経て、例えば、深冷分離装置(
37)に送られ、ライン(39)からのN2とライン(
41)からのArとに分離され、それぞれ回収される。
)は、ライン(35)を経て、例えば、深冷分離装置(
37)に送られ、ライン(39)からのN2とライン(
41)からのArとに分離され、それぞれ回収される。
発明の効果
本発明によれば、従来経済的に実用化不可能であるとさ
れていたC O2濃度25%以下という燃焼排ガスの清
浄化及びCO2の回収が可能となった。また、N2、A
r等の有用材料の回収を行うことも、可能である。
れていたC O2濃度25%以下という燃焼排ガスの清
浄化及びCO2の回収が可能となった。また、N2、A
r等の有用材料の回収を行うことも、可能である。
実施例
以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明確にする。
一層明確にする。
実施例1〜4
水蒸気改質炉の煙道にサイドストリームを設け、第1図
に示すフローチャートにしたがって(ただし−吹精製及
び二次精製のみ)、煙道ガスを使用して、燃焼排ガスの
処理を行った。
に示すフローチャートにしたがって(ただし−吹精製及
び二次精製のみ)、煙道ガスを使用して、燃焼排ガスの
処理を行った。
平均CO8濃度約10%の燃焼排ガス(1,2Nm3−
dry/hr )をシリカゲルを充填する一次精製装置
(充填ff1230g、5V3000hr’)を通過さ
せて、No、So 及び水を除去した後、x ゼオライト系モレキュラーシーブを充填する二次精製装
置(3つの精製塔を備え、それぞれの充填ff1154
0 g、 S V 500hr−1)に送り、PTSA
によりCO2の吸着及び脱着を繰返し行った。
dry/hr )をシリカゲルを充填する一次精製装置
(充填ff1230g、5V3000hr’)を通過さ
せて、No、So 及び水を除去した後、x ゼオライト系モレキュラーシーブを充填する二次精製装
置(3つの精製塔を備え、それぞれの充填ff1154
0 g、 S V 500hr−1)に送り、PTSA
によりCO2の吸着及び脱着を繰返し行った。
第1表にその結果を示す。尚、第1表において、各項目
は、以下の事項を表す。
は、以下の事項を表す。
I:吸着時圧力(kg / c♂・G)■:吸吸着湿温
度 ℃) ■:脱脱着正圧力トール) ■:脱脱着湿温度°C) ■=有効吸着量差(%) 比較例1〜2 吸着及び脱着時の圧力のみを積極的に変化させるPSA
による以外は、実施例と同様にして、燃焼排ガスの処理
を行った。
度 ℃) ■:脱脱着正圧力トール) ■:脱脱着湿温度°C) ■=有効吸着量差(%) 比較例1〜2 吸着及び脱着時の圧力のみを積極的に変化させるPSA
による以外は、実施例と同様にして、燃焼排ガスの処理
を行った。
結果を第1表に併せて示す。
比較例3
CO2濃度25%のN2−02−CO2混合調製ガス(
1,ONm3−dry/hr )をゼオライト系モレキ
ュラーシーブを充填する二次精製装置(3つの精製塔を
備え、それぞれの充填fi1280g。
1,ONm3−dry/hr )をゼオライト系モレキ
ュラーシーブを充填する二次精製装置(3つの精製塔を
備え、それぞれの充填fi1280g。
S V 500hr””)に送り、PSAによりco
の吸着及び脱着を繰返し行った。
の吸着及び脱着を繰返し行った。
第1表にその結果を併せて示す。
第1表
IIII[IIVV
比較例
1 0.5 35 50 2B 2.2
02 0.5 35 80 27 2.0
13 0.5 35 100 28 2J6
実施例 1 0.5 10 100 30 5.0
42 0.5 0 100 30 B、6
53 0.5 0 200 30 4.96
4 0.5 10 20(1305,64第1表
に示す結果から、本発明方法による場合には、CO2の
濃度が10%という低い値であっても、有効吸着量が極
めて高く、本発明方法が、燃焼排ガスの清浄化およびC
O2の回収方法として、極めて有用であることが明らか
である。
02 0.5 35 80 27 2.0
13 0.5 35 100 28 2J6
実施例 1 0.5 10 100 30 5.0
42 0.5 0 100 30 B、6
53 0.5 0 200 30 4.96
4 0.5 10 20(1305,64第1表
に示す結果から、本発明方法による場合には、CO2の
濃度が10%という低い値であっても、有効吸着量が極
めて高く、本発明方法が、燃焼排ガスの清浄化およびC
O2の回収方法として、極めて有用であることが明らか
である。
第1図は、本発明方法の実施態様を示すフローチャート
である。 (3)・・・−吹精製装置の精製塔 (7)、(8)、(9)・・・二次精製装置の精製塔(
12)・・・バッファータンク (15)・・・冷却器 (19)・・・ポンプ (23)・・・熱交換器 (31) (33)・・・三次精製装置の精製塔(3
7)・・・深冷分離装置 (以上)
である。 (3)・・・−吹精製装置の精製塔 (7)、(8)、(9)・・・二次精製装置の精製塔(
12)・・・バッファータンク (15)・・・冷却器 (19)・・・ポンプ (23)・・・熱交換器 (31) (33)・・・三次精製装置の精製塔(3
7)・・・深冷分離装置 (以上)
Claims (1)
- (1)燃焼排ガスの清浄化方法において、 ( I )燃焼排ガスをシリカゲル、アルミナゲル、ゼオ
ライト、活性炭及び活性白土の少なくとも一種を充填す
る一次精製装置を通過させて、NO_x、SO_x及び
水分を除去する工程 (II)一次精製燃焼排ガスをゼオライト系モレキュラー
シーブ、カーボン系モレキュラーシーブ、活性炭、天然
ゼオライト及び活性炭繊維の少なくとも一種を充填する
二次精製装置を通過させて、CO_2を吸着除去し、微
量のO_2を含むN_2ガスを形成させる工程、及び (III)二次精製装置からのCO_2の脱着工程におい
て、 (a)二次精製装置に製品CO_2の一部を導入し、還
流を行って、該装置内に残存するN_2ガスをパージす
る還流工程、 (b)加熱条件下に製品CO_2の一部を循環するかま
たは二次精製装置を間接加熱することにより、吸着され
たCO_2を脱着し、後続の減圧脱着における真空ポン
プの負荷を減少させる加熱脱着工程、及び (c)真空ポンプによる減圧脱着工程 からなる二次精製装置からのCO_2の脱着工程を備え
たことを特徴とする燃焼排ガスの清浄化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62336303A JPH01176416A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 燃焼排ガスの清浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62336303A JPH01176416A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 燃焼排ガスの清浄化方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01176416A true JPH01176416A (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=18297715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62336303A Pending JPH01176416A (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 燃焼排ガスの清浄化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01176416A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2019177315A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 大陽日酸株式会社 | 気体精製装置及び気体精製方法 |
CN114939323A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-08-26 | 西安热工研究院有限公司 | 一种低能耗空气直接碳捕集系统 |
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-
1987
- 1987-12-29 JP JP62336303A patent/JPH01176416A/ja active Pending
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