高纯硫酸铜生产建设项目可行性研究报告.docx
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高纯硫酸铜生产建设项目可行性研究报告
高纯硫酸铜生产建设项目
可行性研究报告
第一章总论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位、企业性质及法人代表
项目名称:
年产3000吨高纯硫酸铜
主办单位:
XX有限公司
企业性质:
有限责任公司
项目负责人:
1.1.2编制依据
1)XX有限公司提供的技术资料;
2)肇庆西会地区水文、地质、气象等资料;
3)本工程环境影响评价报告(暂缺);
4)本工程环境影响评价报告的批复(暂缺)。
1.1.3编制原则
(1)充分考虑国家有关产业发展的政策和要求,遵守有关法律、规程规范。
(2)项目的建设目标是工厂投产后各项指标达到世界先进水平,所以主工艺技术和关键装备选择的原则是既要达到世界先进水平,又要成熟可靠。
(3)充分利用国内长期以来高纯硫酸铜方面积累的生产和工程经验,设计方案要进行多方面的论证,选用的方案必须是技术水平高、投资合理、有利于工厂今后发展、稳妥可靠的方案。
(4)遵照有关的国家法律、法规及规范、标准,确保生产运行安全可靠;并有利于环境保护和劳动安全卫生;环境保护和安全生产要做到设计、施工、投产三同时,三废排放要符合国家的排放标准。
(5)执行国家、地方、行业对工程设计、施工、验收的有关规定、规范和标准。
1.2项目概况
项目名称:
高纯硫酸铜项目;
拟建地点:
广东省肇庆市四会市**;
产品及产量:
高纯级硫酸铜(含电镀级,电子级,食品级):
3000t/a
1.3产业政策及规划相符性
国内产业政策
《产业结构调整指导目录》(2011年本)
《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》(2010年本)
《产业转移指导目录》(2012年本)
《禁止用地目录》(2012年本)
《限制用地目录》(2012年本)
《铜冶炼行业准入条件》
对照上述国家的产业政策,本项目均能符合相关要求。
面对激烈的市场竞争,一个公司要发展,必须不断深化改革,创新机制,适应市场,全面发展,力争人均劳效更高,为社会创造更高的价值。
现拟建设符合国家鼓励政策的有色金属产品精加工的项目,为企业拓展广阔的生产经营局面,为社会绿色、低碳建设作出应有贡献。
第二章市场分析
(1)产品概述
硫酸铜为天蓝色或略带黄色粒状晶体,水溶液呈酸性,属保护性无机杀菌剂,对人畜比较安全。
化学式CuSO4。
一般为五水合物CuSO4·5H2O,俗名胆矾;蓝色斜方晶体;密度2.284克/立方厘米。
硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料:
(1)无机工业用于制造其他饲盐如氯化亚铜、氯化铜、焦磷酸铜、氧化亚铜、醋酸铜、碳酸铜等。
(2)染料和颜料工业用于制造含铜单偶氮染料如活性艳蓝、活性紫等。
(3)有机工业用作合成香料和染料中间体的催化剂,甲基丙烯酸甲酯的阻聚剂。
(4)涂料工业用作生产船底防污漆的杀菌剂。
电镀工业用作全光亮酸性镀铜主盐和铜离子添加剂。
(5)印染工业用作媒染剂和精染布的助氧剂。
(6)农业上作为杀菌剂。
(7)养殖业也用作饲料添加剂微量元素铜的主要原料。
(8)皮蛋和葡萄酒生产工艺中可以使用食品级的硫酸铜作为螯合剂和澄清剂。
(9)生物学中用于配置鉴定还原糖的斐林试剂和鉴定蛋白质的双缩脲试剂的B液,但通常是现配现用。
硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料。
同石灰乳混合可得“波尔多”溶液,用作杀虫剂。
硫酸铜也是电解精炼铜时的电解液。
高纯硫酸铜是电镀铜特别是印刷电路板电镀等高质量电镀所必需的基本原料,在电镀中对硫酸铜中有害杂质要求很高,如优级电镀级硫酸铜As、Ca、Ni、Co、Zn的含量都要求小于5ppm的范围,其它杂质的含量也要求在20-50ppm的范围。
工业及硫酸铜杂质含量比较高,接近4%。
(2)市场分析
a. 市场规模
2009年世界硫酸铜产量约为1500多万吨,主要集中在北美、欧洲、南美洲和亚洲的日本等国家,占到世界总产销量的50%以上。
近年来随着中国大陆地区经济的崛起,我国逐渐成为世界最大的硫酸铜消费国,下图为2003-2015年我国硫酸铜生产和趋势预测图。
目前国内生产硫酸铜的企业多达上百家,80%以上为中小企业,主要从废料中生产硫酸铜,大型名牌企业主要有莱芜钢铁集团新泰铜业有限公司、长沙市金湘饲料添加剂厂、江西铜业集团公司和武汉市金蔚化工有限公司。
莱芜钢铁集团新泰铜业有限公司原名莱芜钢铁总厂冶炼厂是中国特大型钢铁联合企业一莱芜钢铁集团的直属子公司。
该公司是一家具有独立的进出口经营权、有着近40年铜冶炼历史,是集研究、开发、生产和销售于一体的综合性企业。
其主要产品为“蓝标”(LANDGEM)牌硫酸铜,品种有工业级、农业级、饲料级,年产量达3万吨,是目前国内最大的硫酸铜生产企业之一。
长沙市金湘饲料添加剂厂成立于1996年3月,其生产的饲料级硫酸铜,各项指标均优于国家标准,饲料级硫酸铜采用全湿法工艺生产,重金属含量大大低于国家标准,价格与同行相比具有更大的优势。
b. 市场前景
随着电化学技术发展的日趋成熟,以及对镀件产品需求量的日益增大,对其作为主要原料的电镀硫酸铜的需求量也迅速增加。
而国内电镀级(一等品、优等品)硫酸铜的生产厂家少,且其生产规模小,技术比较落后,根本不能满足国内对电镀级(一等品、优等品)硫酸铜的需求。
电镀级硫酸铜的来源大部分靠进口,而电镀级优等品硫酸铜几乎完全依赖进口。
尽管工业硫酸铜在价钱上少于电镀级硫酸铜,但其在使用过程中需要经过多次的提纯和去除杂质处理,而且镀起来的产品表面会出现针孔,发黑被氧化现象,需要翻工处理,从而增加了企业的人力和物力,增加企业成本。
目前市场电镀级硫酸铜售价约为18000元/吨,而工业级硫酸铜售价仅为12000元/吨,电镀级硫酸铜主成份CuSO4.5H2O含量仅仅比工业级硫酸铜主成份高2%,其价格每吨就高出6000元,可见生产高纯硫酸铜具有更大的经济效益。
以工业级或农用级硫酸铜为基本原料,生产优质的饲料级或电镀级硫酸铜。
一方面解决低级硫酸铜的过剩问题,另一方面为市场提供急需的高级别硫酸铜产品,创造更大的经济效益和社会效益。
对于无机化工产品而言,硫酸铜属于用量比较大的产品;从资源和环保的角度来考虑,应主要以回收资源的方式来生产,而这种方式只能生产农用级或工业级硫酸铜产品,而要达到饲料级或电镀级硫酸铜产品必须经过再次加工精制,这类产品的市场需求量也越来越大。
因此,本项目生产的饲料级、电镀级硫酸铜产品不存在市场销售问题,且具有良好的市场发展前景。
2.3竞争力分析
2.3.1技术优势
本项目技术成熟、技术人员可靠,可自主设计优化生产工艺。
生产基层管理人才,均为从事多年的行业人员。
2.3.2成本分析
(1)原料
本项目的原料为工业级硫酸铜。
故原料供应充足。
(2)水源优势
本项目可以直接采用自来水为生产用水,经纯化处理即可,水源充分,原水处理费用低。
2.3.3产品优势
本项目生产的产品市场广泛、需求量大。
所以市场空间大,销售方便快捷,资金回转快。
综上所述本项目有较强的市场竞争力,产品质量有保障。
第三章生产规模及产品方案
3.1概述
本项目采用溶解—除杂—浓缩结晶工艺,年处理工业级硫酸铜3000吨,主要产品为年产3000t高纯硫酸铜。
项目需自制三条生产线:
(1)溶解生产线;
(2)除杂生产线;
(3)浓缩结晶生产线;
3.2生产规模、产品、原料及辅助材料
3.2.1具体生产规模、产品
高纯硫酸铜规模为3000吨/年,具体产品方案如下表。
序号
产品名称
产量(吨/年)
备注
1
电镀级硫酸铜
2000
98%
2
电子级硫酸铜
500
99.9%
3
食品级硫酸铜
500
99.9%
3.2.2原料及辅助材料
3.2.2.1原料
本项目所采用的原料是工业级硫酸铜,主要购买市场上的工业级硫酸铜(90-96%)。
3.2.2.2辅助材料
本项目生产过程中需要的主要辅助材料如下表:
名称
标准
年用量t
工业级硫酸铜
90-95%
3000
碱式碳酸铜
国标
100
硫酸
98%
50
双氧水
27%
150
络合沉淀剂
国标
30
硫酸亚铁
国标
100
石灰
普通
200
3.3动力燃料供应
3.3.1燃料供应
(1)固体燃料供应
本项目的固体燃料消耗见表。
表5-3固体燃料供应表
序号
名称
单位
需求量
1
原煤
t/a
2500
小计
t/a
2500
3.3.2动力消耗
(1)电
本项目的耗电量:
55×103kWh/年。
(2)水
本项目的耗水量:
1000m3/年。
(3)蒸汽
本项目的蒸汽消耗量:
2000m3/年。
3.4工艺路线
工业级硫酸铜
双氧水
纯水+硫酸
硫酸
络合沉淀剂
溶解
除杂
含铁锌废渣
过滤
蒸馏水
蒸发结晶
含铜母液
离心机过滤
高纯硫酸铜
3.5工艺步骤
(1)将纯水加入反应釜中,然后加入定量工业级硫酸铜,搅拌溶解,缓慢加入硫酸,调节PH;
(2)往反应釜加入双氧水和络合沉淀剂,反应一个小时,再加入碱式碳酸铜调节PH值,搅拌两个小时;
(3)将以上反应好的含铜溶液压滤,再用陶瓷膜过滤器过滤;
(4)将过滤好的含铜溶液泵入结晶釜,蒸发冷却结晶;
(5)溶液趁热用离心机甩滤,装袋。
3.6生产主要设备
序号
设备名称
规格
材质
单位
数量
1
反应釜
500—3000L
搪瓷
套
4
2
储存罐
2—10m3
玻璃钢
个
6
3
耐酸泵
2Kw
氟塑料
台
5
4
硫酸罐
10m3
铁
个
1
5
管道泵
/
聚丙烯塑料
台
5
6
离心机
1t
0Cr18Ni9
台
2
7
结晶釜
3m3
/
个
2
8
陶瓷膜过滤器
5m3/h
/
台
1
9
纯水制造装置
1m3/h
/
套
1
10
锅炉
2t/h
/
套
1
本项目所需主要检测设备见表
序号
仪器名称
仪器型号
数量
1
电子天平
HM-200
1台
2
原子吸收光谱仪
BXC08
1台
3
全自动电位滴定仪
DL50
2台
4
全自动PH值检测仪
SPH003
2台
合计
6台
第四章公用工程和辅助设施方案
4.1总图运输
4.1.1总图
1)总平面布置原则
总平面布置主要考虑符合肇庆西会**工业园区的总体规划,同时考虑工艺流程合理、管线短捷、符合国家现行的《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)2001年版的规定、生产安全、交通运输组织合理、节约用地等原则。
2)工程项目组成
本工程主要建构筑物有:
生产车间及仓库等。
3)总平面布置
根据厂区拟建的工程项目和需配套的辅助工程以及总平面布置原则和生产工艺流程及特点,结合厂内外自然条件,在厂区规划平面范围之内。
4)竖向布置
防洪问题已由肇庆市西会**工业园区统一解决。
竖向布置主要考虑满足肇庆市西会**工业园区对该场地的标高控制要求,便于与园区道路的衔接,建构筑物基础和管线埋设深度合理,尽量减少土方工程量等原则。
厂区原有自然地面标高约为3.70米,杭州湾上虞工业园区控制高水位为3.10米,厂区西侧园区道路路面标高约为4.10米。
经估算,厂区需填土方量约为5000m3。
竖向设计采用平坡式。
雨水排入市政雨水管网,污水接园区污水管网,采用埋地暗管排水方式。
4.1.2工厂运输
1)运输量
全年运进原料约3600吨,运出成品3000吨,废渣400吨,全年总运输量7000吨。
2)货物运输方案
厂外运输委托当地运输部门承运。
厂区内货物通过叉车或管道运输。
3)道路
厂区道路采用城市型,混凝土路面,宽度分别为6m、4m,结构型式为22cm厚C30混凝土路面,25cm厚水泥稳定碎石层,道路转弯半径为9m,6m。
4.1.3工厂防护
厂区西侧和东侧设置实体围墙,北侧和南侧设置空格围墙。
人流出入口及货运出入口处设置大门、门卫。
4.2给排水
4.2.1概述
(1)设计设计依据
本工程根据工艺等有关专业提供的条件、厂方提供的资料以及国家有关规范、规定进行设计。
执行的主要规范有:
《室外给水设计规范》GBJ13-86(1997年版)
《室外排水设计规范》GBJ14-87(1997年版)
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
(2)设计范围
1)本工程设计范围内的室内外给排水及消防管网设计;
2)消防水泵水池设计;
3)循环给水装置设计。
(3)设计原则和设计特点,工厂生产对给排水的要求:
1)本厂水源为城市自来水,市政水压≥0.30Mpa,厂区生产生活用水直供。
2)工厂生产对给排水的要求:
a.要求分质供水:
全厂分城市自来水、循环给水二种水质供水。
为节约水资源循环水量已占总用水量的约95%。
b.厂区排水实行清污分流。
雨水、清下水由暗管收集后,排入市政雨水管网。
污水经厂区污水处理装置处理达标后排入市政污水管网,本工程污水处理出水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级排放标准。
(4)水源
本厂水源为园区自来水管网,本工程采用生产生活用水同一管网供水。
全厂总引入管一根,引入管管径DN100。
最大日用水量为60t/hr,1440t/d,水压≥0.30Mpa。
4.2.2厂区给水
(1)给水管道系统的划分、管材及防腐
1)给水管道系统的划分
a.自来水给水系统:
本系统主要供厂区生产生活用水。
由厂区西面道路上城市自来水干管上接出的DN100的进厂水管及其水表、阀门、各用水点的枝状给水管网等组成。
考虑到市政水压已能满足厂区生产生活用水的水压要求,生产生活用水采用城市自来水直供,可满足工程用水量要求。
b.循环冷却给水系统
循环冷却给水由厂区动力车间设置的循环冷却装置供给。
本系统由集水型圆型工业冷却塔,循环冷水泵,电子除垢仪,管线,阀门,计量装置等组成。
主要供给全厂循环冷却用水,供水规模最大60T/hr,供水压力为0.30Mpa(详见循环水篇章)。
c.消防给水系统:
详见“消防篇”。
2)管材及防腐
生产生活给水管(自来水)DN<100mm采用钢塑复合管,丝扣连接,DN>100mm采用涂敷钢管,沟槽连接。
消防给水管DN<100mm采用热镀锌钢管,丝扣连接,DN>100mm采用无缝钢管,焊接连接。
循环水管采用无缝钢管,焊接连接。
埋地钢管外壁作加强级(四油三布)防腐处理。
(2)消防给水管道设施设计原则说明
1)全厂设置独立的临时高压消防系统,设置消防泵房及水池。
2)厂区设置DN200的环状消防管道,并按规定分若干独立段,每段内消火栓数目<5个。
(3)循环冷却给水系统
本项目循环水系统沿用公司现有冷却水循环系统,不新增。
4.2.3厂区排水
根据清污分流原则,全厂分污水和雨水清下水二个排水系统。
1)雨水排水系统
axx地区雨水暴雨强度公式为:
q=3512.344(1+0.593lgTE)/(t+11.814)0.827(升/秒*公顷),重现期TE=1年
厂区雨水用管道收集后,就近排入园区市政雨水管网,雨水管总排出管管径为DN600。
雨水管DN<400,采用加筋UPVC管,DN≥400,采用轻型钢筋混凝土管。
b.污水排水系统
本设计主要考虑车间废水(含跑冒滴漏和冲洗水),由车间地池收集后经处理后返回使用。
生活污水经化粪池或隔油池预处理后,与处理达标后生产废水合流排入市政污水管井。
污水管材采用加筋UPVC管,橡胶圈连接。
4.2.4污水处理
根据工艺条件,本期工程污水量约为20m3/d,由厂区工艺预处理装置预处理后,再经综合污水生化处理装置处理,达标后排入市政污水管网。
本工程污水处理出水执行《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的三级排放标准,其主要控制指标如下:
2)表7-1主要水污染源最高允许排放浓度单位:
mg/L
污染物
PH
CODcr
BOD5
SS
石油类
CN-
进管浓度
6-9
≤500
≤300
≤400
≤20
1.0
4.3供热
本工程所需的蒸汽量为5m3/d,。
4.4贮运设施
本工程生产所需的各种物料,根据生产消耗量和采购情况,确定贮存期和贮存量,一般贮存期在1个月到2个月左右,产品的贮存期为2个月。
物料根据其性质的不同分别贮存在新建原料仓库和贮罐区,成品贮存于新建的仓库内。
4.5外管及管架
本工程中各生产车间相对集中,除蒸汽管、工艺用液体物质需经管架送入各车间外,其余介质都无需经管架输送。
本工程外管道均采用架空敷设。
管架型式按需要设计选型独立柱T型支架等,支架材料为钢筋混凝土。
在局部管段,设计采用在架间上层设置纵向钢梁的方法敷设小口径管道,以增大管架间距,减少支架数量。
管架的高度一般均设计为架底净高约+5.0~+6.0m。
各种型式管架充分考虑近期需要敷设的管道及规划管道的管位、电缆桥架的位置。
4.6暖通
本工程工艺上没有特殊要求,在部分无组织排放气体散发车间:
生产车间的外墙考虑设置防腐、防尘式轴流风机进行全面通风。
4.7维修
本工程设备量不多,已在厂内设有维修间,面积30m2,并配备必要的维修设备,能够满足企业日常维修的要求。
大型设备或每年一次的工厂大修可与临近企业外协完成。
第五章节能减排
5.1节能
5.1.1项目能耗分析
本工程能耗较大的设备是反应釜、蒸发设备。
5.1.2节能措施
1)设备选用节能型产品,严格控制生产批次,避免无谓的能量损耗。
2)本工程电气设计原则上将变电所靠近生产和干燥车间,这样的布局可以使供电处于负荷中心,减少线损,具有较好的节能效果。
3)总体布局上除符合厂区规划要求外,尽量做到生产工艺流程顺,管线走向短,变配电尽量靠近负荷中心,以减少能量损耗,工艺管道布置尽量降低管道阻力损失,节省动力消耗。
4)其它方面:
选用优质保温的材料;选择性能优良的管道、阀门、疏水器等;在车间设备布置上尽量采用位差输送物料,以降低动力消耗;对各车间的用电、用汽,用水分别安装计量表,加强能耗管理。
5)各工序的能耗管理,落实能耗承包制度,同时对职工加强节能教育,提高职工的节能意识。
6)生产设备的冷却水,设立循环水系统进行循环利用。
7)供汽管道在设计中做到布局合理,选用优良的保温材料,并严格按节能的要求进行施工。
同时选择优良的管道阀门疏水器,杜绝蒸汽跑漏现象,尽量节约蒸汽。
5.2减排
鉴于本项目的环境影响评价报告尚未编制,根据本项目生产的特点及污染源的情况,提出以下措施,待环境影响评价报告编制完成并预批复后,在项目实施阶段对处理方案按环评批复要求进行调整。
本项目根据生产工艺排污特征及项目所在地周围环境的具体情况,建议公司建立并完善清洁生产制度
第六章劳动卫生与消防安全
6.1设计依据及标准规范
1.《建设项目工程劳动安全卫生监察规定》劳动部第3号令2.《化工企业安全卫生设计规定》HG20571-953.《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-914.《工业企业采光设计规范》GB50033-915.《工业企业照明设计规范》GB50034-926.《漏电保护器安全监察规定》劳动部19907.《工业企业噪声卫生标准》GB3096-828.《工业企业劳动卫生标准》GB11719-11726-899.《压力容器安全技术监察规程》1999年版10.《建筑物防雷设计规范》GB50057-200011.《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-8512.《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-199913.《建筑设计防火规范》GB50016-200614.《化工建设项目噪声控制设计规定》HG20503-9215.《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-8516.《工业企业总平面设计规范》GB50187-9317.《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-200518.《固定式钢斜梯安全技术条件》GB4053.2-9319.《压力管道安全管理与监察规定》劳动部[1996]140号20.《安全标志》GB2894-199621.《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-9222.《防止静电事故通用导则》GB12158-9023.《工业企业设计卫生标准》GBZ1-200224.《重大危险源辨识》GB18218-2000
6.2生产过程中职业危害因素的分析
6.2.1生产过程中主要职业危害
本工程生产过程中的主要职业危害有腐蚀,灼烫等,其次有触电、机械伤害、噪声等。
无电离、电磁辐射等类危害。
(1)中毒
生产过程中没有使用有毒物质,但可能因误食用含铜等重金属溶液可能造成中毒。
(2)腐蚀性
生产过程中使用的**些原料如硫酸、双氧水等有腐蚀性的,当这些物料与人的皮肤接触,会损伤到皮肤。
(3)灼烫
操作人员可能会接触蒸汽管道到会造成高温烫伤事故。
(4)触电伤害
若电气设备发生事故或电气设备安装不规范,缺少接地或接零,或接地接零损坏失效,会发生触电伤害事故。
电气线路无保护套管或绝缘损坏,接触人体会发生触电事故。
(5)雷电危害
建筑物和户外设施未设置防雷接地或防雷接地设施失去效用,以及户内设备未设置保护接地或设置的保护接地设施失去效用,雷雨天气易发生雷击事故,致使建筑物和户外设施、生产设施、作业人员遭受雷电伤害或引发火灾、爆炸事故。
(6)机械伤害
生产装置中的压滤机、机泵等多种转动或往复设备,容易造成碰撞、夹击、剪切、卷入等多种伤害。
当运动部分缺少护栏护罩时,职工触及可能发生撞击,衣物或长发被缠绕而造成伤害。
(7)高空坠落及物体打击
工作人员在离基准面大于2m的高度进行设备的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时,有从高处坠落的危险。
6.3劳动安全措施
(1)自然灾害防范措施
(a)地震防范措施
①本项目地震按6度设防区,对所有建(构)筑物均按《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)要求进行抗震设计。
②电气设备室及相关建构筑物按《电力设施抗震设计规范》GB50260-96进行设计。
(b)气候防范措施
①如果项目建设地风速较大,对高大建(构)筑物、室外设备和管道均作抗风载设计。
②项目所在地冬季结冰时期对设备和管道的介质输送和运行造成一定危害,对可能发生冰冻的设备和管道采取保温隔热处理。
③防雷电及接地
按《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)要求,主要生产厂房、露天安装的设备及建构筑物按三类防雷建筑物进行防雷设计。
总压站、液氧气化站按二类防雷建筑物进行防雷设计。
(2)生产工艺危险、有害因素的防范措施
(a)对工程中的热力设备(包括烟道)及管道,采用保温材料进行保温隔热,使其表面温度不大于50℃,防止烫伤事故。
对有可能与人体接触的高温设备和管道采取防烫保温绝热措施。
防烫保温范围包括介质温度>60℃,距地面或操作平台2米以下,距平台边缘0.7米以内的高温设备和管线。
对冬季可能造成冻裂事故的设备和管道还设置电伴热设施。
(b)防触电
①设置接零、接地保护系统
②安装漏电保护器
③加强绝缘
④电气隔离
⑤提供36V安全电压电源
⑥屏护和安全距离
(c)防雷安全措施
①直击雷防护
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