Прогнозирование характеристик адсорбции пористого биоугля CO2 на основе машинного обучения

CHEN Yifei ,  

ZHANG Xiaoqing ,  

TAN Kanghao ,  

WANG Junsong ,  

QIN Yinghong ,  

摘要

Улавливание и хранение CO2 (CCS) является многообещающей мерой по сокращению выбросов. Пористый биоуголь содержит обширную многоуровневую пористую структуру и обладает отличными характеристиками адсорбции CO2. Из-за низкой точности и высокой вычислительной сложности традиционных моделей прогнозирования адсорбции CO2, основанных на экспериментальных данных, применялись методы машинного обучения, такие как градиентный бустинг решений (GBDT), экстремальное градиентное бустинг (XGB) и легкий градиентный бустинг (LGBM), для прогнозирования адсорбции CO2 биоуглем, а также для сравнительного анализа результатов. Результаты показали, что Три ведущих фактора, влияющих на объем адсорбции CO2, это удельная поверхность биоугля, содержание углерода и содержание кислорода соответственно. Все три алгоритма эффективно предсказывают адсорбционные характеристики биоугля для CO2. По сравнению с ними LGBM имеет наибольшую точность прогноза — 94%; GBDT значительно лучше справляется с обработкой выбросов; XGB демонстрирует более стабильные прогнозы при изменениях тестовых наборов. При проектировании адсорбционных свойств биоугля не следует слепо стремиться к очень высокой площади поверхности. Рекомендуется выбирать содержание углерода в биоугле между 83% и 88%, а содержание кислорода — между 15% и 18%.

关键词

биоуголь;машинное обучение;адсорбция диоксида углерода;важность признаков;частичные графики зависимости

阅读全文