可燃冰是什么?

2024-05-14

1. 可燃冰是什么?

相信许多喜欢看新闻的朋友都听说过可燃冰 可燃冰是天然气水合物的另一种叫法,可燃冰到底是什么呢?

可燃冰是什么?

2. 可燃冰是什么?

可燃冰全称甲烷气水包合物(Methane clathrate),也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现,但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下,甚至地球大陆上也有可燃冰的存在,其蕴藏量也较为丰富。

可燃冰,学名天然气水化合物,其化学式为CH4·8H2O   “可燃冰”是未来洁净的新能源。它是天然气的固体状态(因海底高压),它的主要成分是甲烷分子与水分子。它的形成与海底石油的形成过程相仿,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。外表上看它像冰霜,从微观上看其分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子,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。

3. 可燃冰是什么

可燃冰全称甲烷气水包合物(Methane clathrate),也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。  
天然气水合物。
天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate)因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。

可燃冰是什么

4. 可燃冰是什么

可燃冰全称甲烷气水包合物(Methane clathrate),也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现,但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下,甚至地球大陆上也有可燃冰的存在,其蕴藏量也较为丰富。

可燃冰,学名天然气水化合物,其化学式为CH4·8H2O   “可燃冰”是未来洁净的新能源。它是天然气的固体状态(因海底高压),它的主要成分是甲烷分子与水分子。它的形成与海底石油的形成过程相仿,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。外表上看它像冰霜,从微观上看其分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子,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。

5. 可燃冰是什么

可燃冰是天然气水合物,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。可燃冰是有机化合物,化学式为CH₄·nH₂O。

天然气水合物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”或者“固体瓦斯”和“汽冰”。
可燃冰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。
天然气水合物燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。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。开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。
天然气水合物在海洋浅水生态圈,通常出现于深层的沉淀物结构中,或是在海床处露出。甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移,以及沉淀、结晶等作用,于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。

可燃冰是什么

6. 可燃冰是什么?

可燃冰是天然气水合物,是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,因其外观像冰,遇火即燃,因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气水合物分布于深海或陆域永久冻土中,其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,因此被国际公认为石油等的接替能源。

可燃冰分布范围:
可燃冰在自然界广泛分布在大陆、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。在标准状况下,一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体。
在地球上大约有27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区,而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。
已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。由于采用的标准不同,不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。

7. 可燃冰已经发现很久了,为什么如今还没有大规模使用?

可燃冰发现那么久没有大规模使用的原因是因为它们的存在不稳定,过度的开采很有可能会对海底生态系统造成破坏,技术上也有一定的缺陷。
生产力的提成往往依赖于能源的升级换代,化石燃料是近代工业革命的主要能源推动者,但是化石燃料并不是无限的,它随时可能枯竭,这个时候我们就需要寻找替代的方案,在世界能源领域,一直有一个新的概念,那就是可燃冰。

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可燃冰在全球分布广泛,含量巨大,而且它燃烧的释放的能量足以媲美化石燃料,而且燃烧产物只有水和二氧化碳,比石油煤炭,更清洁环保。

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可燃冰是一种水喝天然气的水合物,通俗一点讲就是被冻结的天然气或者甲烷,1810年,首次在实验室被发现,之后世界各国就开始投入到可燃冰的研究和开采当中。一直到现在可燃冰的研究和开采已经过去半个多世纪了,为什么到现在可燃冰还没有得到广泛的使用呢?今天我们来说说它背后的原因。

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那么可燃冰为什么一直到现在还没有大规模开发和利用呢?其实主要还是成本问题,虽然人类开采可燃冰的技术已经得到了很大发展,但是可燃冰的开采成本比陆地上开采石油天然气要高得多,所以在现有低成本能源的阻碍下,可燃冰的开采没有得到很好的发展。
此外,可燃冰是甲烷和水的合成物,它并不是稳定的存在,在标准大气压下面会分解出很多甲烷,甲烷是造成温室效应的主要气体之一。可燃冰的开采多数在海底进行,过度开采将会破坏海底生态系统。
无论如何,以目前的技术开采可燃冰会受到很多的阻碍和问题,可能因为过度的开采会让海底生态系统遭到破坏,可燃冰还存在一些不稳定性。但是相信在不久的将来,技术在不断地进步,会迎来可燃冰的时代。

可燃冰已经发现很久了,为什么如今还没有大规模使用?

8. 可燃冰从哪里来?

蕴藏可燃冰的海底1927年的一天傍晚,一件旁奇的怪事打断了前苏联克里米亚地区居民的平静生活。伴着怪异的隆隆声,一团耀眼的火苗突然蹿出了海面。黑海着火了!熊熊火焰直冲云天,向空中足足延伸了250米,海面出现一座高达数百米的火焰山。从海面到天际都被染成了血一般可怕的红色!向来平静的黑海为何突发大火?一丝不祥的征兆让人夹杂着恐惧和好奇,把人们的目光第一次吸引到了暗无天日的神秘世界——人们相信,在神秘的深渊之下,黑暗中一定有某种可怕的神秘物质在蠢蠢欲动!
因为克里米亚地区的大地震,引发了黑海海面上的一场大火,这是一个不可思议的现象,自古水火不相容,在这里水和火居然可以共同存在。于是,黑海大火成为一个谜。长期以来,多数人都认为酿成这场火灾的祸首是硫化氢,但后来认定,这种气体在深水中的含量太少,不具备那么强的爆炸力。经过近百年的研究,人类终于明白,导致大海着火的物质是可燃冰。可燃冰的第一次正式亮相就给人类世界带来了一个难解之谜。那么,可燃冰从哪里来呢?
先不要着急,我们再来看一件同样发生在前苏联的一件事。从前,前苏联有一位天然气专家忽发奇想,他想知道如果往天然气井里注水,会对产气量有何影响。于是,他让工人们用水管把20吨水一股脑注入一口气井里。不料,注完水之后,气井变得静悄悄的,不再产气了。难道水会压住天然气?似乎不大可能。这位天然气专家又决定向气井里注入2吨甲醇。(甲醇是一种易挥发的可燃有毒液体酒精,通常用作溶剂、防冻剂或普通酒精变性剂以及用于合成其他化学制品。)几个小时之后,井下重新喧闹起来,气井又喷气了。
这位天然气专家对这个现象产生了极大的兴趣,继续探索这一奇怪现象,终于发现,原来气体在低温和高压条件下很容易形成水合物。在气井深处,由于温度低,压力大,水注入之后,就与井里的天然气很快结合起来,形成一种特殊的水合物——可燃冰。那么是什以原因使气井又喷出天燃气了呢?原来是因为注入甲醇之后,甲醇与水有很大的亲和力,这样就破坏了可燃冰的结构,把天然气解放出来,重新喷出地面。
人们通过这件事得到启发,在大海深处,很可能存在丰富的可燃冰。经过海洋学家和化学家的努力,终于在北极的海底发现了大量的可燃冰。
可燃冰的形成与海底石油、天然气的形成过程相近,而且密切相关。可燃冰是海洋板块活动的产物。当海洋板块发生下沉时,较古老的海底地壳会缓慢下沉到地球内部,海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。下面我们用一个小小的试验来解释一下这个道理:我们找来一块沉重的石板,再把这块石板平放到泥塘里,石板会慢慢地下沉,随着石板的下沉,泥浆会从石板的边缘慢慢地蔓延过来,直到最后完全包裹石板,石板沉入泥塘。古老的海底地壳下沉到地球内部,从地壳边缘涌上来的石油和天然气接触到冰冷的海水和深海压力,天然气与海水产生化学作用,就形成可燃冰。又因为海底的温度和压力比较稳定,这就会使可燃冰保持稳定的状态,长期沉睡在深深的海底。
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