在討論脫硝技術之前，必須了解熱風爐煙氣的特殊性，這與電站鍋爐有很大不同：
溫度波動大：熱風爐通常采用“蓄熱式”工作，周期性地在“燃燒期”和“送風期”之間切換。
燃燒期：煙氣溫度較高，通常在?300~450℃?之間。
送風期：沒有煙氣排出。
這種周期性的溫度變化對脫硝技術的穩定運行提出了挑戰。
NOx濃度中等：熱風爐的NOx濃度通常在中低水平，范圍大約在?200~500 mg/m3（約100~250 ppm），但一些老舊或運行不佳的爐子可能更高。
氧含量高：為了保證煤氣完全燃燒，熱風爐通常會在過?？諝庀逻\行，導致煙氣中氧含量較高，通常在?10%~15%?甚至更高。
污染物相對單一：主要污染物是NOx和粉塵，SOx濃度通常較低（取決于燃料）。
針對熱風爐的特點，目前主流且可行的脫硝技術主要有以下：
這是目前應用最廣泛、最成熟、效率最高的脫硝技術。
原理：在催化劑作用下，向煙氣中噴入還原劑（通常是氨水或尿素），在特定溫度窗口內（通常是300-420℃），將NOx選擇性還原為無害的N?和H?O。
在熱風爐上的應用關鍵點：
溫度窗口匹配：SCR催化劑需要在最佳溫度范圍內工作。幸運的是，熱風爐燃燒期的煙氣溫度（300~450℃）正好落在中溫催化劑的活性窗口內，這是SCR技術能成功應用于熱風爐的根本原因。
應對溫度波動：由于送風期沒有煙氣，SCR系統需要設置旁路和保溫措施，以防止催化劑在非運行期間溫度過低或受到沖擊。系統設計需要能夠適應這種間歇性運行。
高氧含量的優勢：SCR反應需要氧氣，熱風爐的高氧環境反而有利于反應的進行。
布置方式：通常采用高塵布置，即SCR反應器位于熱風爐本體和余熱回收系統（如換熱器）之間。這樣可以充分利用煙氣熱量，避免煙氣再加熱的巨大能耗。
原理：在不使用催化劑的情況下，將還原劑（通常是氨水或尿素）噴入高溫煙氣中（通常在850~1100℃），在此溫度下，還原劑與NOx發生反應，生成N?和H?O。
在熱風爐上的應用關鍵點：
溫度窗口難以匹配：SNCR所需的反應溫度窗口非常高（850~1100℃）。這個溫度區域通常位于熱風爐的燃燒室內。要實現有效脫硝，必須找到并精準地將還原劑噴射到這個高溫區域。
脫硝效率較低：SNCR的脫硝效率通常只有?30%~50%，遠低于SCR的80%~90%以上。
氨逃逸問題：如果噴氨點溫度不合適或混合不充分，容易導致未反應的氨氣（氨逃逸）排入大氣，造成二次污染。
應用場景：SNCR更多用于對脫硝效率要求不高、場地受限或投資預算較低的改造項目。對于新建項目，SCR是更主流的選擇。
煙氣溫度窗口：
難點：不同窯爐的排煙溫度差異很大。例如，水泥窯尾煙氣約300-350°C，而玻璃窯煙氣可能高達500°C以上。催化劑有最佳活性溫度窗口（通常是300-400°C）。
對策：
高溫催化劑：對于溫度過高的場合，需使用耐高溫的催化劑（如特種分子篩催化劑）。
煙氣調溫：在溫度過低時，可通過補燃爐或換熱器提升煙氣溫度；溫度過高時，則需噴水降溫或通過換熱器降溫。這會增加能耗和系統復雜性。
高粉塵與特殊粉塵：
難點：窯爐煙氣含塵濃度高，且粉塵性質特殊。例如：
水泥窯：粉塵中含堿金屬、堿土金屬和重金屬，會導致催化劑中毒和堵塞。
玻璃窯：粉塵中含有酸性成分，具有腐蝕性。
對策：
“高塵”布置：最常見的布置方式，將SCR反應器安裝在窯爐主流程中（如水泥窯的預熱器C1旋風筒之后）。優點是煙氣溫度合適，缺點是催化劑工作環境惡劣。
“低塵”布置：在SCR反應器前加設高溫電除塵器，預先除去大部分粉塵，大大減輕了催化劑的磨損和堵塞，延長了其壽命，但增加了設備和能耗。
“末端”布置：在煙氣經過所有熱回收和除塵設備后，進入SCR反應器。此時煙氣溫度已很低，必須使用低溫催化劑，且可能需要重新加熱煙氣，運行成本高。
催化劑中毒與失活：
難點：煙氣中的堿金屬、砷、磷?等會與催化劑活性中心發生反應，導致其永久性中毒。CaO會與煙氣中的SO3反應生成CaSO4，覆蓋在催化劑表面，造成物理堵塞。
對策：
催化劑配方優化：開發抗中毒能力強的催化劑，例如通過添加保護性助劑或采用特殊的孔道結構。
增大催化劑節距：設計更寬的催化劑孔道，減少粉塵堵塞的風險。
定期吹灰和維護：強化清灰效果。
SO2/SO3轉化與銨鹽堵塞：
難點：煙氣中的SO2會被SCR催化劑氧化成SO3。SO3會與噴入的NH3反應生成硫酸氫銨，該物質在低溫下（通常<280°C）呈粘稠狀，會嚴重堵塞和腐蝕下游設備（如空預器和風機）。
對策：
控制SO2轉化率：選用低SO2氧化率的催化劑。
提高運行溫度：確保SCR出口溫度高于硫酸氫銨的露點溫度。
控制氨逃逸：精確控制噴氨量，減少未反應的NH3。
]]>這是目前全球公認的效率最高、應用最廣的末端脫硝技術，尤其適用于大型電站鍋爐和工業窯爐。
優點：
脫硝效率極高，可達90%以上。
技術成熟，運行穩定可靠。
缺點：
初始投資和運行成本高。
催化劑屬于危險廢物，需要定期更換和處理。
對煙氣溫度有要求（通常300-400℃），需要精心設計布置位置。
相比SCR，這是一種更經濟但效率較低的技術。
原理：?在不使用催化劑的情況下，將還原劑（尿素或氨水）噴入爐膛高溫區（850-1100℃），與NOx發生還原反應。
優點：
系統簡單，投資成本遠低于SCR。
占地面積小，改造方便。
缺點：
脫硝效率較低，通常為30%-50%。
對溫度窗口要求苛刻，控制難度大。
氨逃逸率較高（未反應的氨氣排入大氣）。
3.SCR與SNCR的結合（SNCR-SCR混合法）?可以兼顧經濟性與高效率，先用SNCR實現初步脫硝，再用小型的SCR裝置進行深度處理。
]]>這是目前世界上應用最廣、技術最成熟的脫硫技術，尤其適用于大型燃煤發電機組（通常認為300MW及以上機組幾乎全部采用此技術）。
工作原理：
利用石灰石粉制成漿液作為吸收劑，在吸收塔內與煙氣逆流接觸。煙氣中的SO?與漿液中的碳酸鈣發生化學反應，被吸收脫除。最終產物是二水石膏，即石膏。
優點：
脫硫效率極高：可達95%以上，甚至99%，能夠滿足最嚴格的環保排放標準。
技術成熟，運行可靠：已有數十年的大規模應用歷史，系統可用率超過98%。
吸收劑資源豐富，價格低廉：石灰石來源廣泛，成本低。
副產物可資源化利用：產生的石膏純度較高，可用于生產建材（如紙面石膏板、水泥緩凝劑等），產生經濟效益，避免固體廢物堆積。
缺點：
系統復雜，占地面積大。
初始投資和運行成本較高（但單位脫硫成本低）。
耗水量大。
存在廢水處理問題。
對煙氣溫度有影響，需要配套煙氣再熱系統（GGH）以防止“白煙”和腐蝕煙囪。
適用領域：?大型燃煤電廠、鋼鐵燒結機、大型工業鍋爐等處理大氣量、高濃度SO?煙氣的場景。
雖然濕法是主流，但在特定情況下，其他工藝也可能是“首選”。
代表技術： 旋轉噴霧半干法、循環流化床法
特點：
使用石灰或消石灰粉作為吸收劑，反應產物為干態粉末。
耗水量少，無廢水產生。
系統相對簡單，投資和運行成本低于濕法。
脫硫效率中等（一般80%-90%），副產物利用價值較低。
首選場景：
中小型鍋爐、工業窯爐。
水資源匱乏的地區。
煙氣硫含量不高的項目。
作為尾端深度脫硫的預處理工藝。
工作原理：?采用氨水或液氨作為吸收劑，副產物為硫酸銨（一種化肥）。
優點：
脫硫效率高，可達95%以上。
副產物價值高，是優質的化肥，經濟效益好。
無固體廢物，避免了石膏堆場的環境風險。
缺點：
氨易揮發，可能存在“氣溶膠”問題，導致煙囪冒“藍煙/黃煙”。
對設備防腐要求高。
氨逃逸控制是關鍵難題。
吸收劑（氨）成本較高且價格波動大。
首選場景：
附近有穩定、廉價氨源的化工廠、焦化廠、化肥廠等。
對副產物有明確消納渠道（如配套化肥廠）的項目。
工作原理：?使用NaOH或Na?CO?（純堿）作為吸收劑，反應活性極高。
優點：
脫硫效率極高（>99%），反應速度快。
系統不易結垢堵塞。
副產物為亞硫酸鈉或硫酸鈉，可用于化工行業。
缺點：
吸收劑（燒堿）成本非常高昂，不適合處理大氣量、高硫濃度的煙氣。
副產物銷路和價值是關鍵。
首選場景：
煙氣量不大但硫濃度波動大、要求脫硫效率極高的場合，如玻璃窯爐、危廢焚燒、小型工業爐窯等。
常用于濕法脫硫的應急備用系統或尾部深度凈化單元。
吸收塔
功能：這是整個脫硫系統的“心臟”，所有的核心化學反應都在這里進行。煙氣中的SO?在此被石灰石漿液吸收并氧化成石膏。
關鍵內部構件：
噴淋層：位于塔的上部，由多個噴嘴組成，將石灰石漿液霧化成無數細小的液滴，極大地增加了氣液接觸面積，從而提高脫硫效率。
除霧器：位于吸收塔最頂部。煙氣經過噴淋洗滌后，會攜帶大量漿液霧滴，除霧器的作用就是分離并捕集這些液滴，保證凈煙氣的濕度達標，防止對后續煙道和煙囪造成腐蝕。
攪拌器：位于塔底漿池中，持續攪拌使石灰石顆粒保持懸浮狀態，防止沉淀，并促進氧化空氣的均勻分布。
濕式球磨機 / 石灰石研磨系統
功能：將塊狀的石灰石（CaCO?）研磨成極細的粉末（通常要求250-325目），以便能配制成均勻的懸浮漿液，提高反應速率和利用率。
石灰石漿液箱 / 漿液罐
功能：儲存由石灰石粉和工藝水配制好的一定濃度的漿液，為吸收塔連續穩定地提供吸收劑。
漿液循環泵
功能：將吸收塔漿池中的漿液輸送到噴淋層。通常設置3-4臺泵并聯運行，根據鍋爐負荷和入口SO?濃度調節運行的泵數量，是實現系統經濟高效運行的關鍵設備。
氧化風機
功能：向吸收塔底部的漿池中強制鼓入空氣，將亞硫酸鈣（CaSO?）徹底氧化成硫酸鈣（CaSO?），即二水石膏（CaSO?·2H?O）。這是生成高品質石膏的關鍵步驟。
石膏脫水系統
功能：將吸收塔漿池中產生的石膏晶體從漿液中分離出來，制成可綜合利用的副產品。
主要設備：
石膏旋流器：一級脫水設備，利用離心力將漿液濃縮至含水量約40-50%。
真空皮帶脫水機：二級脫水設備，將旋流器底流來的濃漿進一步脫水，最終產出含水量小于10%的干燥石膏餅。
煙氣系統
主要設備：
增壓風機：用于克服整個FGD系統（包括吸收塔、換熱器等）的阻力，保證鍋爐煙氣能夠順利通過脫硫裝置，不影響鍋爐的正常燃燒。
煙氣換熱器（GGH）：現在很多新建電廠已取消。其原作用是使用凈煙氣加熱原煙氣，提升排煙溫度，避免煙囪出口產生“白煙”和腐蝕，同時降低吸收塔入口煙溫。取消后可簡化系統，但需對煙囪做防腐處理。
工藝水箱及水泵
功能：為整個系統提供工藝水和沖洗水，例如制漿、除霧器沖洗、管道和設備沖洗等，保證系統水平衡。
負責將鍋爐出來的原煙氣引入吸收塔，并將脫硫后的凈煙氣排入煙囪。
煙道、擋板門：
原煙氣擋板門：?位于脫硫系統入口，用于隔離脫硫系統與鍋爐煙氣。
凈煙氣擋板門：?位于脫硫系統出口，用于隔離脫硫系統與煙囪。
旁路擋板門：?（在老式系統中非常重要）在脫硫系統故障、檢修或啟動時，讓煙氣直接進入煙囪，保證機組不停機。現在很多新系統出于安全考慮已不再設置旁路。
增壓風機 ：?用于克服脫硫系統（特別是吸收塔）造成的煙氣阻力，保證鍋爐引風機正常運行。是系統中的主要耗電設備之一。
煙氣換熱器 ：
作用：?用溫度較高的原煙氣（~130℃）加熱脫硫后的冷凈煙氣（~50℃），使其從煙囪排出時達到~80℃以上，提升煙氣的抬升高度，避免“煙羽”下沉，并減輕對煙囪的腐蝕。
類型：?主要有回轉式（類似空預器）和管式兩種。目前也有許多電廠采用不設GGH的“濕煙囪”方案，通過采用防腐煙囪并論證環境影響來節省投資和運維成本。
這是發生脫硫反應的核心容器，內部包含多種關鍵設備。
吸收塔塔體：?通常為大型噴淋空塔，采用耐腐蝕材料（如碳鋼+玻璃鱗片樹脂襯里或合金材料）。
噴淋層：?位于吸收塔中部，由多個噴嘴組成。其作用是將石灰石漿液霧化成無數細小液滴，極大地增加氣液接觸面積，從而提高脫硫效率。通常設置3-5層。
循環泵：?每個噴淋層對應一臺循環泵，將漿液池中的漿液輸送到噴淋層。泵的啟停數量是調節脫硫效率的主要手段之一，是系統的另一個主要耗電設備。
除霧器 ：?位于吸收塔頂部，凈煙氣出口之前。其作用是去除凈煙氣中攜帶的漿液小液滴，防止煙氣帶水對下游煙道和煙囪造成腐蝕。通常設置2-3級，并配有沖洗水系統定期清洗，防止結垢堵塞。
攪拌器 ：?安裝在吸收塔漿液池底部，防止漿液中的固體顆粒（石灰石、石膏）沉淀結垢，保證漿液均勻混合，促進化學反應。
氧化空氣系統：
氧化風機：?為漿液池提供壓縮空氣。
氧化分布管/噴槍： 將空氣均勻鼓入漿液池底部，將脫硫反應生成的亞硫酸鈣 強制氧化成硫酸鈣 ，即石膏 。
負責處理反應后的產物。
石灰石漿液制備系統：
石灰石儲倉：?儲存粒徑較小的石灰石粉（或塊料倉，需要后續磨制）。
球磨機/立磨 ：?如果來料是塊狀，則需要磨機將其磨成粉末。
石灰石漿液箱 & 攪拌器：?將石灰石粉與工藝水混合，配制成一定濃度（通常20-30%）的漿液，供吸收塔使用。
石膏脫水系統：
石膏排出泵：?將吸收塔漿液池中濃度約15-20%的石膏漿液抽出，送至脫水系統。
石膏旋流器 ：?一級脫水設備，利用離心力將漿液濃縮至含水量40-50%的稀石膏膏體。
真空皮帶脫水機 ：?核心脫水設備。石膏稀膏體在濾布上通過真空抽吸，進一步脫水，最終得到含水量小于10%的干燥石膏餅，可作為商品石膏外售。
工藝水系統：?為整個系統提供水源，包括吸收塔補水、除霧器沖洗水、漿液泵/攪拌機的密封冷卻水等。
廢水處理系統：?脫硫系統運行中會富集氯離子、重金屬等有害物質，為維持系統內物質平衡，必須排出一部分廢水。這部分廢水需要專門的廢水處理裝置進行處理，達標后排放。
DCS控制系統：?分散控制系統，用于集中監控和自動調節整個脫硫過程的參數（如pH值、液位、密度、壓力、流量等），是現代脫硫裝置高效、穩定運行的大腦。
石灰石-石膏濕法脫硫是一個復雜的系統工程，其核心設備是吸收塔，圍繞著它配套了煙氣處理、漿液制備、產物脫水以及自動控制等設備。這些設備共同協作，才能實現高效、穩定、可靠的二氧化硫脫除。
]]>鍋爐脫硫技術可分為三大類：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫（煙氣脫硫）。其中，煙氣脫硫（ FGD）?是目前應用最廣泛、最成熟的技術。
1. 煙氣脫硫（FGD） – 主流技術
根據脫硫劑的種類和副產物的形態，主要分為濕法、干法和半干法。
濕法脫硫
原理：?采用堿性物質（如石灰石、生石灰）的漿液作為吸收劑，在吸收塔內與煙氣中的SO?充分接觸并發生化學反應，從而將其去除。
代表技術：石灰石-石膏法
過程：?將石灰石（CaCO?）粉磨成漿液，泵入吸收塔。煙氣從塔底進入，與自上而下的漿液逆流接觸。SO?與漿液反應生成亞硫酸鈣，進而被強制氧化生成副產品石膏（CaSO?·2H?O）。
特點：
優點：?脫硫效率極高（>95%），技術成熟，應用最廣。
缺點：?系統復雜，投資和運行成本高，存在廢水處理問題，煙氣需要再加熱以防止“白煙”和腐蝕。
其他濕法：?氨法、鈉堿法等。
干法/半干法脫硫
原理：?采用干態或霧化的吸收劑（如消石灰、生石灰）在干燥或半干燥狀態下與SO?反應，生成干態的粉狀副產物。
代表技術：噴霧干燥法（SDA）
過程：?將生石灰制成石灰漿液，然后通過高速旋轉的霧化器在吸收塔內霧化成極細的液滴。這些液滴與熱煙氣接觸，一方面水分迅速蒸發，另一方面與SO?發生反應，最終形成干燥的粉末狀副產物。
特點：
優點：?系統相對簡單，投資和運行成本低于濕法，無廢水產生，產物為干粉易于處理。
缺點：?脫硫效率（80-90%）通常低于濕法，吸收劑消耗量較大。
其他干法：?循環流化床（CFB）脫硫技術、爐內噴鈣等。
2. 燃燒前脫硫
在燃料燃燒前，通過洗選、轉化等方式去除燃料中的部分硫分。例如，煤炭洗選可以去除大部分無機硫。這種方法只能部分脫硫，不能替代煙氣脫硫。
3. 燃燒中脫硫（爐內脫硫）
在燃燒過程中，向爐內直接加入石灰石等吸收劑，使其與燃燒產生的SO?反應。此法脫硫效率較低，通常需與后續脫硫工藝配合使用。
鍋爐脫硫，特別是煙氣脫硫（FGD），是現代工業鍋爐和電站鍋爐必不可少的環保設施。其中，石灰石-石膏濕法脫硫因其極高的脫硫效率成為大型鍋爐的首選技術；而干法/半干法脫硫則因其投資少、無廢水等優點，在中小型鍋爐和缺水地區應用較多。
]]>高效脫硝：在催化劑作用下，NOx去除率可達80%~95%，出口濃度可降至50mg/m3以下，滿足嚴苛環保標準（如中國超低排放要求）。
技術成熟：自20世紀70年代商業化以來，全球廣泛應用，運行穩定可靠。
適應性強：可處理高濃度NOx煙氣（1000ppm以上），適用于燃煤、燃氣、化工等多種行業。
反應器：布置在鍋爐省煤器與空預器之間（高溫高塵方案主流）。
噴氨系統：通過AIG（氨噴射格柵）實現均勻分布。
催化劑層：按2+1或3+1層設計，預留備用層以延長壽命。
控制系統：根據煙氣流量、NOx濃度動態調節噴氨量。
SCR憑借其高效率和可靠性，仍是當前煙氣脫硝的最優解，尤其在嚴排放標準下不可替代。
]]>脫硝模塊是工業煙氣處理系統中的關鍵部分，主要用于降低煙氣中的氮氧化物（NO?）排放，以滿足環保要求。
常見的脫硝技術包括：
SCR（選擇性催化還原）
原理：在催化劑作用下，向煙氣中噴入還原劑（如氨氣或尿素），將NO?還原為氮氣（N?）和水（H?O）。
適用溫度：300-400℃（需高溫環境）。
效率：可達90%以上。
應用：燃煤電廠、化工、鋼鐵等行業。
SNCR（選擇性非催化還原）
原理：直接向高溫煙氣（800-1100℃）中噴入還原劑（如尿素或氨水），無催化劑參與反應。
效率：30-70%，低于SCR。
應用：小型鍋爐或對效率要求不高的場景。
其他技術：如低溫SCR、氧化吸收法等，適用于特殊工況。
反應器：承載催化劑和煙氣反應的容器（SCR）。
催化劑：多為釩鈦基或蜂窩狀/板式結構，需定期更換。
噴氨系統：精確控制還原劑（氨/尿素）的噴射量與分布。
控制系統：監測NO?濃度、溫度、流量等參數，實現自動化調節。
煙氣混合器：確保還原劑與煙氣均勻混合。
溫度窗口：催化劑需在最佳溫度范圍內工作（如SCR的300-400℃）。
空速比（GHSV）：影響反應效率和催化劑用量。
氨逃逸控制：避免過量氨氣造成二次污染。
抗中毒設計：防止催化劑因粉塵、硫化物等失效。
工藝匹配性
SCR（選擇性催化還原）：適合高NO?濃度（300mg/Nm3以上），需嚴格控制氨逃逸（≤3ppm）。
SNCR（非選擇性催化還原）：適用于中低濃度（200-800mg/Nm3），但脫硝效率較低（30%-70%）。
混合技術（SCR+SNCR）：適用于嚴苛排放標準（如超低排放）。
催化劑選型
成分：釩鎢鈦（V?O?-WO?/TiO?）催化劑為主，需根據煙氣成分（如SO?、粉塵）選擇抗中毒型號。
壽命：通常2-3年，高溫（>400℃）下易燒結，需定期檢測活性。
還原劑選擇
液氨：脫硝效率高，但儲存安全風險大（需符合《危險化學品管理條例》）。
尿素：安全性好，但需水解制氨，能耗較高。
氨水：介于兩者之間，需防腐設計。
溫度窗口控制
SCR最佳溫度：300-400℃（低溫催化劑可拓展至200℃）。
SNCR最佳溫度：850-1100℃，需避免溫度波動導致氨逃逸增加。
氨氮比（NSR）優化
理論NSR=1，實際控制在1.0-1.2，過高會導致氨逃逸，過低則脫硝不足。
氨泄漏防控
儲氨區設置氣體檢測儀、噴淋系統，符合《GB 18218-2018》重大危險源標準。
使用尿素替代液氨可降低風險。
二次污染控制
氨逃逸：導致空預器堵塞（硫酸氫銨生成），需在線監測并調整噴氨量。
廢棄催化劑：屬危險廢物（HW49），需合規處置或再生。
腐蝕防護
SO?與NH?反應生成硫酸鹽，需對下游設備（空預器、煙囪）進行防腐處理。
催化劑管理
定期清灰（聲波/蒸汽吹灰），每6個月檢測活性下降率。
失效催化劑再生時，需清洗重金屬（V、As）并恢復孔隙率。
關鍵設備巡檢
噴氨系統：檢查噴嘴堵塞、管道泄漏。
稀釋風機：確保風量穩定，防止氨氣混合不均。
數據監控
在線監測NO?、O?、氨逃逸濃度，聯動DCS系統自動調節噴氨量。
| 問題 | 原因 | 解決方案 |
|---|---|---|
| 脫硝效率下降 | 催化劑失活/堵塞 | 清灰或更換催化劑 |
| 氨逃逸超標 | 噴氨過量或混合不均 | 優化AIG設計，校準流量計 |
| SO?升高 | 催化劑釩含量過高 | 更換低釩催化劑或添加WO?抑制劑 |
| 空預器堵塞 | 硫酸氫銨（ABS）沉積 | 控制氨逃逸＜3ppm，提高排煙溫度 |
煙氣脫硝需從技術選型、運行參數、安全環保、維護管理四方面綜合優化，結合行業特點（如燃煤與鋼鐵煙氣差異）制定方案。
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