运用多氢源匹配法设计多杂质氢分配网络

将处理单杂质系统的多氢源匹配法与浓度势方法相结合,提出了设计多杂质氢网络的多氢源匹配法。该方法的求解过程是:运用浓度势方法确定用氢过程的执行顺序;向过程分配源物流时,对源物流互补的概念进行了扩展,通过借鉴单杂质多氢源匹配法的设计思想,提出一种源物流选择和分配的新方法,并运用该方法来分配源物流。多氢源匹配法的特点是设计步骤简捷,优化效果好。实例计算表明,采用本方法所得外部源物流消耗量降低了42.5%,而且减少了3个管路连接数,简化了网络结构。

多杂质氢网络矩阵优化法的改进

针对多杂质氢网络矩阵优化法,采用浓度势的概念对其进行分析。分析结果表明,该方法中根据最大匹配流量准则确定的潜在匹配氢源和相应的潜在匹配流量,将会造成较大的浓度势损失,从而使匹配结果达不到最优。基于此采用接近流量匹配准则代替最大流量匹配准则,提出了改进的矩阵优化法,以避免浓度势排序靠前的氢源匹配给浓度势排序靠后的氢阱、减小匹配过程的浓度势损失,最终降低新氢消耗量。以改进的矩阵优化法对某石化企业的氢网络进行优化,优化结果表明,新氢消耗量比矩阵优化法的结果减少了28.11%,且所得具体匹配与数学规划法所得结果相同。

多杂质氢网络矩阵法的混合互补规律研究

针对现行的矩阵法在利用混合互补规则求取潜在匹配流量矩阵时,未能考虑混合互补后关键杂质发生变化的情况,而使得某些可行的匹配不能进行的问题,提出了一套严谨的规则来进行混合互补的判别和混合互补匹配流量大小的判断。利用氢源与氢阱的浓度比矩阵代替现行矩阵法的最大可能匹配流量矩阵,在此基础上提出了用参数f的正负来判断混合互补后关键杂质是否改变的规则和用参数g的大小来比较各组混合互补的氢源与氢阱的匹配流量的大小并选择最佳匹配氢源的规则。应用这两个参数,可改善矩阵法的优化结果。案例分析证明了所提出的参数和改进的混合互补判定规则的有效性。

运用合理的过程执行顺序优化具有净化单元的多杂质氢网络

运用综合设计方法设计多杂质氢网络,满足过程的执行顺序不同,所得设计的外部源物流用量不同。需求物流的极限杂质浓度越小,外部源物流用量和净化后源物流用量一般越大。因此,按照需求物流的极限杂质浓度由小到大的顺序满足执行及按照外部源物流用量和净化后源物流用量由大到小的顺序满足执行都是合理的,而后者满足需求物流的排序方法目前还没有报道。为此,对于多杂质氢网络,为了降低外部源物流用量,提出该种确定合理的过程执行顺序的方法。满足一过程时,提出了浓度差率的概念,由互补源物流来满足,并由杂质负荷平衡和流量平衡计算出源物流的用量。首先运用该分配方法将当前源物流分别来满足各个未执行过程,依次优先按外部源物流用量和净化后源物流用量最大的过程首先执行的原则来确定过程的执行顺序。将之与设计给定杂质移除率模型(模型 1)和固定净化后氢浓度模型(模型 2)氢网络的迭代法分别设计 2 种模型的多杂质氢网络。对某一氢网络实例进行研究,该种方法的设计与文献相比,对于模型 1,在净化后源物流杂质浓度略低的情况下,外部源物流用量、净化后源物流用量和燃料气排放量分别降低了 4.05%、0.43%和 4.94%;对于模型 2,分别降低了 1.60%、3.71%和 2.00%。说明提出的方法是有效的和可行的。

氖氦生产中杂质氢的净除

八十年代初,武钢氧气厂从西德林德公司引进了 C、D 两台万立方米制氧机,当时德方专家未对稀有气体间断生产设备进行试车,故设备投产后即出现了一些问题,其中之一就是产品氖气中的单项杂质——氢的含量较高,影响了产品氖气的纯度。近两年来,我厂经过多次摸索。

低压气相金刚石中杂质氢的红外光谱研究

在直流弧光放电等离子体化学气相法生长的薄膜金刚石上观察到 2 85 2 .4,2 92 4.3,2 96 3.0和 30 34 .9cm-1的红外吸收谱峰 ,前 3条波峰为sp3 结构的C—H振动吸收 ,30 34 .9cm-1为sp2 结构的C—H振动吸收 .研究了CH4浓度和H2 流量对C—H振动吸收的影响 .电子顺磁共振研究表明 。

基于约束松弛的多杂质氢网络优化

氢气是非常重要的炼厂资源,是氢网络集成节约的主要目标。炼厂加氢操作是通过控制氢油比下限和各杂质浓度上限来实施的。由于氢气和杂质以浓度归一约束包含于氢气流股中,故氢气高浓度和各种杂质低浓度最为有利。然而当各种杂质均低浓度时氢浓度已过高,即氢油比过大,造成氢气资源浪费。因此,将氢气和杂质解除浓度归一约束进行分开考察,实施约束松弛,同时控制氢油比和杂质浓度,必能提高氢气利用率。通过多杂质氢网络的超结构模型,用数学规划法在约束松弛的条件下进行集成优化,从而达到节约新氢消耗的目标。通过实例分析,证明方法的实用性。

多杂质氢网络、水网络的统一数学规划优化法（英文）

对于炼厂来说,氢气和水是重要的资源,网络集成是一种能能充分利用和节约新鲜水和氢的方法,在传统的集成方法中,无论是夹点概念分析法或者数学模型规划法,都是基于总流量和各组分的绝对浓度,将杂质和氢合并在一起进行集成,然而,炼厂加氢操作对氢气和杂质有互不相关的约束,分别为氢油比以及杂质浓度上限。水流股和氢流股有相同的流量和浓度性质,氢网络以绝对浓度为约束,但水网络用相对浓度做约束。因此多杂质的相对浓度分析不仅能节约更多的氢气,也能在理论上统一水网络与氢网络。基于基本的物性分析和相对浓度下的源阱匹配超结构,这篇文章提出一种统一的数学规划优化法,可以提高带提纯回用的多杂质氢网络水网络的资源利用效率。用两个案例来证明该方法的优势和实用性。

GaAs－Ga_（1－x）Al_xAs异质结附近类氢杂质束缚能及其受像势的影响

在有效质量近似下，利用一维化Ｅｕｌｅｒ方程方法计算了ＧａＡｓ－Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ异质结附近类氢杂质基态及２ｐ±态束缚能及其受像势的影响．在极限情况下，我们的结果可以重现已有的精确解．

氮化物抛物量子阱中类氢杂质态能量

采用变分方法研究氮化物抛物量子阱(GaN/A lxGa1-xN)材料中类氢杂质态的能级,给出基态能量、第一激发态能量、结合能和跃迁能量等物理量随抛物量子阱宽度变化的函数关系。研究结果表明,基态能量、第一激发态能量、基态结合能和1 s→2p±跃迁能量随着阱宽L的增大而减小,最后接近于GaN中3D值。GaN/A l0.3Ga0.7N抛物量子阱对杂质态的束缚程度比GaAs/A l0.3Ga0.7As抛物量子阱强,因此,在GaN/A l0.3-Ga0.7N抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子比在GaAs/A l0.3Ga0.7As抛物量子阱中束缚于杂质中心处的电子稳定。

磁场对正方体量子点中类氢杂质束缚能的影响

利用有效质量近似 ,计算了磁场影响下正方体量子点中类氢杂质体系的束缚能 ;与相同条件下量子线以及球形量子点的束缚能进行了比较 ,得出合理的结果 ;

纤锌矿GaN柱形量子点中类氢施主杂质态

在有效质量近似和变分原理的基础上,选取含两个变分参数的波函数,研究了纤锌矿结构的GaN/AlxGa1-xN单量子点中类氢施主杂质体系的结合能随量子点(QD)尺寸以及杂质在量子点中位置的变化,并与以前使用不同尝试波函数的计算结果进行了比较。结果表明:由我们选取的两变分参数波函数得到的结果与前人选取的两变分参数波函数得到的结果相比有所改进,而与选取一个变分参数波函数得到的结果一致。同时我们还计算了体系的维里定理值随量子点半径的变化情况,所得结果与前人工作结果一致,说明本文选取的两变分参数波函数能很好地描述柱形量子点中施主杂质态的运动。

闪锌矿GaN量子点中类氢杂质态的束缚能

在有效质量近似下,用变分法研究了闪锌矿GaN/Al_xGa_(1-x)N单量子点中的类氢杂质态.结果表明量子点中的杂质位置和量子点结构参数(量子点高度H、半径R及Al含量x)对施主束缚能有很大的影响.当杂质位于量子点中心时,施主束缚能E_b有最大值.此外,施主束缚能E_b随着量子点高度H(半径R)的增大而减小,随着量子点中Al含量x的增大而增大.

铌酸锂晶体红外光谱及其氢杂质结构

测量了同成分、掺铁和掺镁铌酸锂晶体质子交换前后的红外光谱,提出氢杂质在铌酸锂中可以三种结构状态存在。

GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中类氢杂质位置对激子态的影响

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应,研究类氢杂质对GaN/AlxGa1-xN量子点中激子态的影响.结果表明:量子点中心的类氢杂质使激子的结合能升高,基态能降低,QD系统的稳定性增强,发光波长红移.杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,结合能最大,系统最稳定.随着杂质从量子点的上界面沿着Z轴移至下界面,激子基态能增大,结合能减小,带间发光蓝移.

磁场对耦合双量子盘中类氢杂质性质的影响

在有效质量近似下,采用简单的变分波函数,定量计算了无限深对称GaAs/AlGaAs耦合双量子盘在沿轴向不同强度磁场的作用下,类氢杂质体系的基态束缚能随量子盘的半径、中心垒厚、盘厚度的变化.发现,体系束缚能由空间限制作用和磁场限制作用共同决定:在空间限制比较弱时磁场强度对束缚能的影响变得更加明显,当空间限制强时磁场对束缚能的影响变得微弱.还发现,由于2个量子盘间的耦合作用使耦合双量子盘的结果比单量子盘结果偏小.在耦合双量子阱的极限条件下所得的结果与前人的结果符合得很好.

GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中类氢杂质的结合能

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN/A lxGa1-xN柱形量子点中类氢杂质的结合能随量子点高度、A l含量和杂质位置的变化规律。结果表明:类氢杂质位于量子点中心时,杂质结合能随量子点高度的增加先增大后减小,存在最大值;随着A l含量的增加,杂质结合能增大。而杂质从量子点下界面沿Z轴上移至上界面时,杂质结合能先增大后减小,存在最大值。

抛物类氢杂质量子点的光吸收

在精确对角化方法得到的系统哈密顿方程的能量和波函数的基础上,我们利用密度矩阵方法计算了抛物类氢杂质量子点中激子的基态(L=0态)跃迁到第一激发态(L=-1态)的光吸收系数。

在外电场作用下有限抛物量子阱中类氢杂质态结合能

采用变分方法研究GaAs/AlxGa1-xAs有限抛物量子阱中类氢杂质态能量和结合能随外电场和阱宽的变化关系.在计算中考虑了电子有效带质量和介电常数随空间坐标(或合金组分)的变化因素.结果表明,外电场对类氢杂质态能量和结合能均有明显的影响,并且这些影响随着阱宽的增大而增大.电子有效带质量和介电常数随空间坐标的变化效应使得类氢杂质态基态能量减小,结合能增大,此效应随着阱宽的增大明显变小.

类氢杂质对In_xGa_(1-x)N/GaN和GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中束缚激子态的影响

在考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,运用变分方法研究了类氢施主杂质的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子态的影响.结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心,InxGa1-xN/GaN量子点的高度和In含量大于临界值时,约束在QD中激子的基态能降低,激子态的稳定性增强,在较高的温度下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰,发光波长增大.而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/AlxGa1-xN量子点中激子的基态能降低,杂质可能使在更高温度下观察到GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子,发光波长增大.研究发现类氢施主杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子基态能增加,激子的解离温度下降,发光波长减小.