Computer simulation of dry reforming of methane in membrane reactor with molybdenum carbide catalyst / A. Vardanyan, I. Mitrichev, A. Zhensa et al. // 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019. — Vol. 19 of International Multidisciplinary Scientific GeoConference-SGEM. — Albena, Bulgaria 51 Alexander Malinov blvd, Sofia, 1712, Bulgaria, 2019. — P. 131–138. Using the open-source library for calculations in the field of kinetics and thermodynamics Cantera, a software module has been developed. Computer simulation of dry reforming of methane in a membrane reactor-contactor has been performed. The one-dimensional mathematical model of gas flow in a porous catalytic coating is used. The influence of a number of parameters, such as characteristics of pores of catalytic membrane coating, and the temperature and the flow rate of the gas mixture on the dry reforming of methane process parameters in the membrane reactor with molybdenum-carbide catalyst is studied. It is necessary to increase the mixture flow rate, the thickness of the catalytic coating and to reduce the diameter of the pores of the catalytic coating to increase the H2:CO ratio and to increase the conversion. The optimization of aforementioned parameters has been performed with the constraints on conversion values for reactants (not less than 50%) to increase the H2:CO ratio. The optimal parameters are: temperature 1173 Ê, gas flow rate 300 ml/min, catalytic coating thickness 10 ?m and mean pore diameter 1.5 nm. CH4 conversion is 95.7 %, CO2 conversion is 100 %, H2:CO ratio being 0.762. [ DOI ]
Васильев М. В., Митричев И. И., Подобедова А. Я. Квантово-химическое исследование механизма реакции гидрирования бензальдегида с переносом водорода // Успехи в химии и химической технологии. — 2019. — № 11. — С. 26–28.
Вегель Д. А., Митричев И. И. Определение кинетических параметров реакции восстановления монооксида азота на медноцериевом катализаторе // Успехи в химии и химической технологии. — 2019. — № 11. — С. 29–31. Поиск недорогих катализаторов для очистки выхлопных газов автомобилей является перспективным направлением развития химической промышленности. В настоящей работе были определены кинетические параметры реакции восстановления монооксида азота на медноцериевом катализаторе. При подборе учитывались критерии по согласованности конверсий и термодинамической непротиворечивости.
Закиров А. Н., Митричев И. И. Оптимизация параметров насыпного слоя катализатора для реактора парового риформинга // Успехи в химии и химической технологии. — 2019. — № 11. — С. 35–37.
Comparing performance of structured and unstructured catalysts in dry reforming of methane / I. Mitrichev, A. Shaneva, A. Zhensa, E. Koltsova // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management. — Vol. 18 of Advances in biotechnology. — Albena, Bulgaria, 2018. — P. 107–114. [ DOI ]
Understanding the potential intensification pathways of hydrogen transfer catalysis using a robust immobilized iridium-cp* catalyst / I. I. Mitrichev, M. R. Chapman, A. Y. Podobedova et al. // Proceedings of the 21st Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction. — 2018. — P. 230–235.
Итерационные процедуры расчета уравнений переноса для химических реакторов / И. И. Митричев, А. Э. Варданян, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // Успехи в химии и химической технологии. — 2018. — Т. 32, № 1. — С. 23–25. В статье приведены результаты математического моделирования химического реактора неподвижного слоя катализатора и с катализатором на стенке. Рассмотрены два случая: без учета радиального перемешивания и с учетом этого процесса. Приведены разностные схемы, описаны итерационные процедуры, используемые для решения математических моделей. Показана важность учета радиальной диффузии при значениях коэффициента диффузии 10^-3 и меньше в трубчатых лабораторных реакторах.
Mitrichev I. I., Zhensa A. V., Kol’tsova E. M. Thermodynamic criteria for estimating the kinetic parameters of catalytic reactions // Russian Journal of Physical Chemistry A. — 2017. — Vol. 91, no. 1. — P. 44–51.
К вопросу о механизме окисления монооксида углерода на платиновом катализаторе // Успехи в химии и химической технологии: сб. науч / Л. Е. Чернова, И. И. Митричев, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // Успехи в химии и химической технологии. — Т. 31 из 8 (189). — РХТУ им. Д.И. Менделеева Москва, 2017. — С. 51–53.
Митричев И. И., Женса А. В., Кольцова Э. М. Моделирование реактора селективного окисления co с катализатором на основе высокопористого ячеистого материала // Фундаментальные исследования. — 2017. — № 2. — С. 67–71. Каталитическая очистка водородсодержащих смесей от CO является важным звеном в получении водорода для топливных элементов. В данной работе рассматривается использование катализатора, нанесенного на высокопористый ячеистый носитель. Выполняется построение математической модели каталитического реактора с катализатором, нанесенным на высокопористый ячеистый носитель, оптимизация длины каталитических секций для двухсекционного реактора, выбор промежуточного теплообменника. Использование двухсекционного реактора с керамическим высокопористым ячеистым носителем катализатора позволяет снизить затраты на материал почти в 60 раз по сравнению с микрореактором. При этом удается добиться снижения концентрации CO до 10 ppm, селективности процесса свыше 60 %. Предлагается масштабируемая конструкция реактора селективного окисления CO, подходящая для топливных процессоров с низкотемпературными топливными элементами произвольной выходной мощности.
Митричев И. И., Женса А. В., Кольцова Э. М. Термодинамические критерии оценки кинетических параметров каталитических реакций // Журнал физической химии. — 2017. — Т. 91. — С. 49–57. Для поиска кинетических параметров помимо традиционного критерия, учитывающего совпадение экспериментальных данных по конверсии и данных моделирования, использованы два критерия: термодинамической непротиворечивости и по согласованности с производством энтропии (который означает согласованность в стационарном состоянии абсолютного значения скорости изменения энтропии в системе за счет обмена с окружающей средой и значения скорости производства энтропии). Для достижения термодинамической непротиворечивости набора кинетических параметров, как по стандартному изменению энтропии реакции, так и по стандартному изменению энтальпии реакции разработана и реализована на компьютере специальная процедура. Решена задача многокритериальной оптимизации, приведенная к однокритериальной путем суммирования взвешенных значений трех перечисленных критериев. На примере реакции восстановления NO с помощью CO на платиновом катализаторе показано, что набор параметров, предложенный в работе Mantri D.B. и Aghalayam P. дает значительно худшее совпадение с экспериментом, чем полученный на основе применения трех критериев: по сумме квадратов отклонения по конверсии, по термодинамической непротиворечивости, по согласованности с производством энтропии. [ DOI ]
Mitrichev I. I., Jhensa A. V., Koltsova E. M. On the dependence of flow properties on porosity in an open-cell foam // Chemical Engineering Transactions. — 2016. — Vol. 52. — P. 949–954. [ DOI ]
Simulation of pemfc with pt/cnt nanostructured cathode catalyst / I. Mitrichev, V. Vasilenko, A. Scherbakov, E. Koltsova // Chemical Engineering Transactions. — 2016. — Vol. 52. — P. 1003–1008. By using CFD methods, we carried out simulation of the phenomena occurring in the hydrogen-air fuel cell. As a result of this modeling we obtained the calculated discharge curves data of two fuel cells with two cathodes catalysts types 20PtE-TEK (0.42 mgPt/cm2) commercial catalyst and catalytic system synthesized on carbon nanotubes (CNT+15%XC72). The calculated values do agree with the experimental data. The calculations made in accordance with the mathematical model have showed that the nanostructured synthesized catalyst is more stable than the commercial one under prolonged testing. Synthesized CNT-based catalyst systems can be a good alternative to the commercial catalysts. [ DOI ]
Spark plasma sintering simulation of alumina composite modified with carbon nanotubes / F. Natalia, K. Eleonora, Z. Evgeniy et al. // Chemical Engineering Transactions. — 2016. — Vol. 52. — P. 979–984. [ DOI ]
Митричев И. И., Женса А. В., Кольцова Э. М. Использование квазислучайных последовательностей Соболя при поиске кинетических параметров химических реакций. В кн: V Международная конференция-школа по химической технологии ХТ'16: сборник тезисов докладов, Волгоград // V МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ-ШКОЛА ПО ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ХТ'16. Сборник тезисов докладов сателлитной конференции ХХ Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. — Волгоградский государственный технический университет Волгоград, 2016. — С. 16–20.
Компьютерное моделирование и оптимизация процесса удаления оксида азота и монооксида углерода на высокопористом катализаторе / И. И. Митричев, А. Э. Варданян, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // Успехи в химии и химической технологии. — Т. 30 из 4 (173). — РХТУ им.Д.И.Менделеева Москва, 2016. — С. 39–41. В статье приведены результаты компьютерного моделирования процесса очистки выхлопного газа бензинового двигателя. Для решения задачи используется метод конечных объемов, решение производится для расчетной области - геометрической модели участка высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ). Моделирование выполнено при различных значениях диаметра ячейки ВПЯМ и размера элементарного участка. Найдены оптимальные параметры участка ВПЯМ, дающие минимальную концентрацию вредных газов NO, CO, N2O при различных значениях ограничения по гидравлическому сопротивлению.
Моделирование газодинамики каталитических процессов очистки отходящих газов / А. В. Иванова, И. И. Митричев, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // УСПЕХИ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. — Т. 30 из 4 (173). — РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва Москва, 2016. — С. 45–47. Данная работа посвящена моделированию газодинамики процесса каталитической очистки токсичных автомобильных выбросов. Изучено, как размеры ячеек высокопористого ячеистого катализатора влияют на гидравлические потери.
Оптимизация макроструктуры высокопористого ячеистого катализатора для взаимной детоксикации no и co / И. И. Митричев, А. Э. Варданян, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // Химическая промышленность сегодня. — 2016. — № 7. — С. 8–14. Очистка отходящих газов от NO и CO является важной задачей для экологического катализа. Методом компьютерного моделирования изучено, как влияет макроструктура современного высокопористого ячеистого катализатора на степень очистки в указанном процессе. Степень взаимной нейтрализации NO и CO зависит от общей поверхности катализатора. При одинаковом количестве активного компонента и одинаковой площади поверхности катализатора высокопористый материал с максимальным значением порозности обладает наименьшим сопротивлением потоку. Высокопористый материал с меньшей порозностью обеспечивает незначительно большую конверсию при значительном увеличении гидравлического сопротивления. Следует использовать материал с высоким значением числа пор на дюйм для уменьшения длины катализатора, необходимой для заданной степени очистки.
РОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ ДИОКСИДА ЦЕРИЯ В ПРОЦЕССЕ ОКИСЛЕНИЯ co НА cuo–ceo2 КАТАЛИЗАТОРЕ: ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ / И. И. Митричев, А. В. Женса, В. А. Василенко, Э. М. Кольцова // Современные наукоемкие технологии. — 2016. — С. 55–59. Работа посвящена исследованию роли поверхности диоксида церия при окислении CO на перспективных CuO–CeO2 катализаторах. С помощью компьютерного моделирования показано, что механизм с участием подложки диоксида церия в переносе кислорода значительно лучше согласуется с данными экспериментов. Это было возможным, поскольку помимо данных по каталитическому окислению CO мы привлекли данные по селективному окислению CO в смеси с H2. Механизм без участия подложки диоксида церия в каталитическом цикле не может объяснить селективность катализаторов. Таким образом, подчеркнута роль поверхности диоксида церия в рассматриваемой реакции. Наилучшая модель использована для поиска оптимального процентного содержания меди в катализаторе для достижения максимальной селективности при удалении CO из водородсодержащей смеси. Полученные результаты могут быть использованы при синтезе катализаторов состава CuO-CeO2 для проведения процесса низкотемпературного и селективного окисления CO.
Использование ячейки Кельвина для моделирования фильтрации газа сквозь слой высокопористого ячеистого материала / М. В. Алексеева, И. И. Митричев, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // УСПЕХИ В ХИМИИ И ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ. — Т. 29 из 4. — РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва Москва, 2015. — С. 22–24. Построена геометрическая модель высокопористого ячеистого материала (ВПЯМ) на основе ячейки Кельвина. Исследована сеточная сходимость расчетов по давлению, установлено необходимое измельчение сетки для достижения точности предсказания давления 5%. Произведено RANS-моделирование (k-ε модель турбулентности) течения воздуха сквозь структуру ВПЯМ при различных значениях скорости потока; определены потери давления на единицу длины материала.
Лисова Н. С., Митричев И. И., Кольцова Э. М. Определение кинетических параметров реакции co+no // Успехи в химии и химической технологии. — Т. 29 из 4 (163). — РХТУ им.Д.И.Менделеева Мрсква, 2015. — С. 60–62. В результате работы были определены кинетические параметры реакции окисления CO + NO на платиновом катализаторе. В процессе подбора применялись различные сочетания трех критериев: критерия по сумме квадратов отклонений по конверсии, критерия термодинамической непротиворечивости и критерия минимума производства энтропии. В результате сочетание критериев по конверсии и по термодинамической непротиворечивости дало оптимальный результат.
Оценка параметров микрокинетических моделей: доверительные области / И. И. Митричев, А. В. Женса, Е. Б. Филиппова, Э. М. Кольцова // Известия МГТУ "МАМИ". — 2015. — Т. 3. — С. 58–65.
Митричев И. И., Женса А. В., Кольцова Э. М. Построение термодинамически непротиворечивых поверхностных микрокинетических механизмов // Успехи в химии и химической технологии. — Т. 28 из 1 (150). — РХТУ им.Д.И.Менделеева Москва, 2014. — С. 30–33. В работе сообщается о создании программного обеспечения, которое обеспечивает построение термодинамически непротиворечивых микрокинетических механизмов. Рассматривается пример усовершенствования термодинамически несогласованного механизма реакции NO+CO на платине до высокой степени согласованности по изменению энергии Гиббса с одновременным улучшением совпадения степени превращения веществ с данными эксперимента. Предлагаемый подход также может быть использован при построении новых механизмов по литературным данным при полностью или частично неизвестных параметрах отдельных стадий.
Анализ опыта использования информационно-образовательных ресурсов в изучении дисциплины Вычислительная математика / Е. Б. Филиппова, И. И. Митричев, Д. С. Зуева, Э. М. Кольцова // Материалы пятнадцатой межвузовской учебно-методической конференции Актуальные проблемы химико-технологического образования. — Издательство РХТУ им. Д.И, Менделеева Москва, 2013. — С. 77–78.
Митричев И. И., Женса А. В., Кольцова Э. М. Исследование сеточной сходимости при моделировании реакторов неподвижного каталитического слоя // Сборник трудов XXVI Международной научной конференции Математические методы в технике и технологиях. — Т. 3. — Нижегородский государственный технический университет Нижний Новгород, 2013. — С. 14–17.
Митричев И. И. Особенности научного знания в информационном обществе // Материалы и доклады IV Всероссийской (с международным участием) научной конференции студентов и аспирантов Человек. Образование. Наука. Культура. — Издательство РХТУ им. Д.И. Менделеева Москва, 2013. — С. 22–25.
Митричев И. И., Кольцова Э. М., Женса А. В. Компьютерное моделирование газодинамической обстановки внутри каналов высокопористого ячеистого материала // Фундаментальные исследования. — 2012. — № 11, ч.2. — С. 440–446.
Митричев И. И., Женса А. В., Кольцова Э. М. Сравнительное моделирование гетерогенно-каталитического процесса газоочистки на высокопористом ячеистом и сотовом катализаторах // Сборник научных трудов Промышленная химия и катализ. — РХТУ им. Д.И. Менделеева Москва, 2012. — С. 173–176.
Численное моделирование и анализ режимов течения газа сквозь слой высокопористого ячеистого материала / И. И. Митричев, А. С. Шаймарданов, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // Успехи в химии и химической технологии. — 2012. — Т. 26, № 1 (13). — С. 51–55.
