什么是可燃冰?可燃冰是怎样构成的?
我个人的看法是,它是地壳物质运动和变化形成的结果为什么这么说呢?因为,在地壳的球体中,有大量的碳化物沉积物,也就是油层中的原油,在菌群的作用下大面积连续他分化,会形成燃烧能力强的有毒液化天然气(LNG)现象,这种液化天然气(LNG)属于有毒化学品类,甲烷具有极易燃烧的特性。
在地壳层物质不断运动与强压变化的过程中,部分液化天然气(LNG)会沿着不同的排水系统排放到地表,当地表位置处于冰冻环境时,排放到地表的液化天然气(LNG),会逐一被冷却为冰体现象,环境不变永远停留在冰冻体上,融化为冰块后会很快消失在空气中。可见,可燃冰是由液化天然气在冷冻环境中冷却后形成的,没有任何变化。
它看起来像冰体,但冰体的物质结构不仅是固体水,还有燃烧能力很强的甲烷化学物质,具有很强的可燃性,所以被称为可燃冰。作为一种燃料,可燃冰的主要成分是甲烷和水等碳氢化合物。由于在高压和低温条件下像冰一样,故而得名! 甲烷是一种常见的可燃气体,分子式非常简单,俗称瓦斯。甲烷由沼气池、各种腐烂产生,在一定条件下可与水分子形成晶体,形成我们所说的可燃冰。
可燃冰的开采很危险,由于它是固体,所以不能像石油那样开采。由于甲烷气体的挥发性,在开采过程中可能发生泄漏。甲烷是一种强大的温室气体,大气中甲烷水平的上升将不可避免地导致全球变暖,导致严重的生态灾难。理论上讲,可燃冰的含量是相当丰富的,由于开采时对环境有一定的风险,所以不能取代石油和天然气等传统能源!但在实际应用中,可燃冰也有一定的风险。
在0℃时,需要30个大气压才能形成可燃冰。当原料、温度和压力都具备时,可燃冰晶体就会形成。天然气水合物是天然气在0℃时,在30个大气压的压力下结晶形成的一种冰。这种冰含有80%至99.9%的甲烷,可以直接点燃。
什么是可燃冰?
可燃冰
【简介】
其化学式为CH4·8H2O
“可燃冰”是未来洁净的新能源。它的主要成分是甲烷分子与水分子。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中,在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。这是因为天然气有个特殊性能,它和水可以在温度2~5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”。因为主要成分是甲烷,因此也常称为“甲烷水合物”。在常温常压下它会分解成水与甲烷,“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。“可燃冰”外表上看它像冰霜,从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”,由若干水分子组成一个笼子,每个笼子里“关”一个气体分子。目前,可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘,是一种极具发展潜力的新能源,但由于开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。
【可燃冰的发现】
早在1778年英国化学家普得斯特里就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。1934年,人们在油气管道和加工设备中发现了冰状固体堵塞现象,这些固体不是冰,就是人们现在说的可燃冰。1965年苏联科学家预言,天然气的水合物可能存在海洋底部的地表层中,后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的可燃冰。
【形成和储藏】
可燃冰由海洋板块活动而成。当海洋板块下沉时,较古老的海底地壳会下沉到地球内部,海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。当接触到冰冷的海水和在深海压力下,天然气与海水产生化学作用,就形成水合物。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。
“可燃冰”的形成有三个基本条件:首先温度不能太高,在零度以上可以生成,0-10℃为宜,最高限是20℃左右,再高就分解了。第二压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成。第三,地底要有气源。因为,在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态,而海洋深层300-500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。因此,其分布的陆海比例为1∶100。
有天然气的地方不一定都有“可燃冰”,因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温,所以一般在冰土带的地方较多。长期以来,有人认为我国的海域纬度较低,不可能存在“可燃冰”;而实际上我国东海、南海都具备生成条件。
东海底下有个东海盆地,面积达25万平方公里。经20年勘测,该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。尔后,中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件,在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围,并根据地温梯度、结合东海地质条件,勾画出“可燃冰”的分布区域,计算出它的稳定带的厚度,对资源量做了初步评估,得出“蕴藏量很可观”结论。这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。
【储存量和前景】
1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里,占海洋总面积的10%,海底可燃冰的储量够人类使用1000年。
随着研究和勘测调查的深入,世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加,1993年海底发现57处,2001年增加到88处。据探查估算,美国东南海岸外的布莱克海岭,可燃冰资源量多达180亿吨,可满足美国105年的天然气消耗;日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。
据专家估计,全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度,再有50-60年,全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现,让陷入能源危机的人类看到新希望。
【联手勘测】
今年6月2日,26名中德科学家从香港登上德国科学考察船“太阳号”,开始了对南海42天的综合地质考察。通过海底电视观测和海底电视监测抓斗取样,首次发现了面积约430平方公里的巨型碳酸盐岩。
中德科学家一致建议,将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。其中“龙”字代表了中国,“九”代表了多个研究团体的合作。同位素测年分析表明,“九龙甲烷礁”区域的碳酸盐结壳最早形成于大约4.5万年前,至今仍在释放甲烷气体。
中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永样对此极为兴奋,他说,探测证据表明:仅南海北部的可燃冰储量,就已达到我国陆上石油总量的一半左右;此外,在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里,其资源估算达4.1万亿立方米。
我国从1993年起成为纯石油进口国,预计到2010年,石油净进口量将增至约1亿吨,2020年将增至2亿吨左右。因此,查清可燃冰家底及开发可燃冰资源,对我国的后续能源供应和经济的可持续发展,战略意义重大。
黄永样介绍,在未来十年,我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测,有望到2008年前后摸清可燃冰家底,2015年进行可燃冰试开采。
【双刃剑】
战略性与危险性共同打造的“双刃剑”
迄今,世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。
1960年,前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏,并于1969年投入开发,采气14年,总采气50.17亿立方米。
美国于1969年开始实施可燃冰调查。1998年,把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划,计划到2015年进行商业性试开采。
日本关注可燃冰是在1992年,目前,已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价,钻探了7口探井,圈定了12块矿集区,并成功取得可燃冰样本。它的目标是在2010年进行商业性试开采。
但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10—20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。
由此可见,可燃冰在作为未来新能源的同时,也是一种危险的能源。可燃冰的开发利用就像一柄“双刃剑”,需要小心对待。
“可燃冰”是深藏于海底的含甲烷的冰。它是由于处于深海之高压低温条件下,水分子通过氢键紧密缔合成三维网状体,能将海底沉积的古生物遗体所分解的甲烷等气体分子纳入网体中形成水合甲烷。这些水合甲烷就象一个个淡灰色的冰球,故称可燃冰。这些冰球一旦从海底升到海面就会砰然而逝。
可燃冰是一种潜在的能源,储量很大。据国际地质勘探组织估算,地球深海中水合甲烷的蕴藏量足以超过2.84×10^21 m^3,是常规气体能源储存量的1000倍。且在这些可燃冰层下面还可能蕴藏着1.135×10^20 m^3的气体。有专家认为,水合甲烷一旦得到开采,将使人类的燃料使用史延长几个世纪。
为开发这种新能源,国际上成立了由19个国家参与的地层深处海洋地质取样研究联合机构,有50个科技人员驾驶着一艘装备有先进实验设施的轮船从美国东海岸出发进行海底可燃冰勘探。这艘可燃冰勘探专用轮船的7层船舱都装备着先进的实验设备,是当今世界上唯一的一艘能从深海下岩石中取样的轮船,船上装备有能用于研究沉积层学、古人种学、岩石学、地球化学、地球物理学等的实验设备。这艘专用轮船由得克萨斯州A•M大学主管,英、德、法、日、澳、美科学基金会及欧洲联合科学基金会为其提供经济援助。
海底可燃冰的存在很可能使海床不稳定,常会导致大规模的海底泥流,对海底管道和通讯电缆有严重的破坏作用。更严重的是,如果地震中海底地层断裂,游离的气体和水合甲烷分解产生的气体就会喷出海面,或在海水表层及水面上形成许多高度集中的易燃气泡,这不仅会对过往行船有危险,也会给低空飞行的飞机带来厄运。有学者认为,近几个世纪,在位于佛罗里达、百慕大群岛和波多黎各之间的百慕大三角区海域发生过的许多船只和飞机神秘失踪事件,即所谓百慕大之谜就可能与此有关。
由于可燃冰是在深海处低温高压条件下形成的,氢键是一种弱作用,冰状的水合甲烷一出水面就会自动融化分解成气体,故我们没有必要在分解水合甲烷上费神,只要用专用设备将这些气体收集起来就可利用。值得注意的是,可燃冰作为一种新能源虽具有开发应用前景,但甲烷是一种高效的温室效应气体,可燃冰的开采如果方法不当,释放出的甲烷扩散到大气中,会增强地球的温室效应,导致地球上永久冻土和两极冰山融化而使地球变暧。安全合理地开发可燃冰,必须同时考虑环境保护。
【开采、利用可燃冰】
可燃冰有望取代煤、石油和天然气,成为21世纪的新能源。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年。但在繁复的可燃冰开采过程中,一旦出现任何差错,将引发严重的环境灾难,成为环保敌人—— 首先,收集海水中的气体是十分困难的,海底可燃冰属大面积分布,其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集,而且一离开海床便迅速分解,容易发生喷井意外。更重要的是,甲烷的温室效应比二氧化碳厉害10至20倍,若处理不当发生意外,分解出来的甲烷气体由海水释放到大气层,将使全球温室效应问题更趋严重。此外,海底开采还可能会破坏地壳稳定平衡,造成大陆架边缘动荡而引发海底塌方,甚至导致大规模海啸,带来灾难性后果。目前已有证据显示,过去这类气体的大规模自然释放,在某种程度上导致了地球气候急剧变化。8000年前在北欧造成浩劫的大海啸,也极有可能是由于这种气体大量释放所致。
开采方案主要有三种。第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。
方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
方案三是“置换法”。研究证实,将CO2液化(实现起来很容易),注入1500米以下的洋面(不一定非要到海底),就会生成二氧化碳水合物,它的比重比海水大,于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来。
但如果“可燃冰”在开采中发生泄露,大量甲烷气体分解出来,经由海水进入大气层。甲烷的温室效应比CO2要大21倍,因此一旦这种泄露得不到控制,全球温室效应将迅速增大,大气升温后,海水温度也将随之升高、地层温度上升,这会造成海底的“可燃冰”的自动分解,引起恶性循环。因此,开采必须要受控,使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。
海底可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,所以目前仍在发展阶段,估计需要10至30年的时间才能投入商业开采。其实,中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划,其中日本建成7口探井,期望在2010年投入商业开采,美国近年也急起直追,希望在2015年在海床或永久冻土带进行商业开采。
可见,“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望,同样也有新的困难,只有合理的、科学的开发和利用,“可燃冰”才会真正的为人类造福。
编辑词条
可燃冰是什么?这种燃料的储量丰富吗?
可燃冰是由天然气和水在高压低温下形成的一种冰状结晶物质。它被称为可燃冰,因为它看起来像冰,遇火燃烧。可燃冰分布在深海或陆地永久冻土中。燃烧后,它只产生少量的二氧化碳和水。它的污染远小于煤炭和石油,而且储量巨大。因此,它被国际公认为石油的替代能源。
可燃冰在自然界中广泛分布,如大陆和岛屿的斜坡、主动和被动大陆边缘的隆起、极地大陆架、海洋的深水环境以及一些内陆湖泊。在标准条件下,单位体积的可燃冰分解最多可产生164单位的甲烷气体。地球上大约27%的陆地是可燃冰形成的潜在区域,世界上大约90%的海水也是这种潜在区域。可燃冰主要分布在北极地区的多年冻土区以及世界各地的海床、斜坡、陆基和海沟中。
资源密度高、全球分布广、资源价值高,已成为油气行业长期研究的热点。在沿海水域和多年冻土区发现了230多处水合物,出现了大量可燃冰热点。可燃冰燃烧后几乎没有残渣,比煤、石油和天然气污染更大。通过加热和降低固体可燃冰的压力,可以释放出大量的甲烷气体。固体可燃冰常分布在水深超过300米的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。
可燃冰的密度接近并略低于冰,剪切系数、电解常数和导热系数均低于冰。可燃冰的声传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物,中子孔隙率低于饱和水沉积物。另外,可燃冰的毛细孔隙压力较高。可燃冰的形成有三个基本条件,温度、压力和原料。
什么是可燃冰
可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
2013年6月至9月,在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量。
扩展资料:
可燃冰的危害:
天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时,对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷,而全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍,若有不慎,让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去,将产生无法想象的后果。
天然可燃冰呈固态,不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出,在从海底到海面的运送过程中,甲烷就会挥发殆尽,同时还会给大气造成巨大危害。为了获取这种清洁能源,世界许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。
参考资料来源:百度百科-可燃冰
想知道可燃冰是什么?
可燃冰是天然气在低温、高压的环境下,跟水结合形成的一种冰,因为这种冰中富含着大量的天然气,遇火马上会燃烧起来,所以才被称为可燃冰。
研究表明,可燃冰会受到其形成条件的限制,导致存在的地方不一样,一种可燃冰是存在具有高压条件的海底松散沉积泥土中,而另一种可燃冰存在高纬度大陆的冻土带内,其中在海底存在的可燃冰需要经过数百万年才能形成。
可燃冰环保
可燃冰非常清洁,因为它燃烧之后没有任何废气和残渣形成,只会产生二氧化碳和水,不像石油或煤那样燃烧之后生成粉尘、硫氧化物或氮氧化物等等污染环境的物质,与石油和煤炭相比,可燃冰可是清洁太多了,因此可燃冰也被誉为21世纪理想清洁能源之一。
全球有10%的海底区域都储存着可燃冰,分布于世界各个大洋边缘海域的大陆坡、大陆隆和盆地等等,甚至有些内陆海还有可燃冰的存在,总面积高达4000万平方公里,储量超过两千万亿立方米。
可燃冰的定义是什么
1、可燃冰是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。其实是一个固态块状物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
2、天然气水合物又称“可燃冰”,是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”。其资源密度高,全球分布广泛,具有极高的资源价值,因而成为油气工业界长期研究热点。自上世纪60年代起,以美国、日本、德国、中国、韩国、印度为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。迄今,人们已在近海海域与冻土区发现水合物矿点超过230处,涌现出一大批天然气水合物热点研究区。