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冰”怎么会“燃烧”?但在自然界中确实存在这种能够燃烧的“冰 ”。事实上,可燃冰是一种甲烷气体的水合物。在深海中高压低温的条件下 ,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状体中形成水合甲烷 。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。
可燃冰最初被发现 ,并不是在海底 。早在20世纪30年代,工程技术人员就发现,一些输气管经常会被奇怪的冰块堵塞。化学家对这些冰块进行分析后得知 ,这是甲烷等气体被关在冰晶体中形成的。当时,这些甲烷水合物被视为一种麻烦,而不是一种新型的能源 。
直到60年代,苏联科学家才意识到 ,在自然界也许存在这种水合物,并预测到它作为一种可利用的新能源的前景。1972年,在开发北极圈内的麦雅哈天然气田时 ,人类第一次发现了这种以矿藏形式存在的天然气水合物。之后,美国科学家在地震研究中证实,在海底600米处就存在这种水合物。
1996年夏天 ,德国科学家搭乘一艘海洋考察船对北太平洋水域进行考察,以寻找这种神秘的冰晶体 。结果,水下摄像机在800米深的海底拍摄到了晶莹的亮光。科学家们迅速从海底取出了样品。为了证实这就是充满甲烷的冰晶体 ,一位科学家从这种冰块上取下一小块,用火柴点燃:冰雪般的东西开始燃烧,发出魔幻般淡红色的火焰 ,直至冰块变成了一滩水 。
后来的实验证明,1立方米这种可燃冰燃烧,相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算,在地壳浅部 ,可燃冰储层中所含的有机碳总量,大约是全球石油 、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍。有专家认为,水合甲烷这种新型能源一旦得到开采 ,将使人类的燃料使用史延长几个世纪 。
可燃冰在自然界分布非常广泛,海底以下0到1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在,世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。根据地质条件分析 ,理论上“可燃冰”在我国分布也应十分广泛,我国南海、东海、黄海等近300万平方公里广大海域以及青藏高原的冻土层,都有可能存在。在2000年 ,就有报道称,我国南海 、东海等海域发现大量“可燃冰”资源,初步估算其资源量相当于我国陆地石油天然气资源的一半 。
天然“可燃冰 ”埋藏于海底的岩石中 ,和石油、天然气相比,它不易开采和运输,世界上至今还没有完美的开采方案。科学家们认为,这种矿藏哪怕受到最小的破坏 ,甚至是自然的破坏,就足以导致甲烷气的大量散失。“可燃冰”中甲烷的总量大致是大气中甲烷数量的3000倍 。作为短期温室气体,甲烷比二氧化碳所产生的温室效应要大得多 ,它所产生的后果将是不堪设想的。同时,陆缘海边的“可燃冰”开采起来也十分困难,一旦出了井喷事故 ,就会造成海水汽化,发生海啸船翻。目前,“可燃冰 ”的开采方法主要有热激化法、减压法和注入剂法三种。开采的最大难点是保证井底稳定 ,使甲烷气不泄漏 、不引发温室效应 。
此外,“可燃冰”也可能是引起地质灾害的主要因素之一。它的存在很可能导致海床不稳定,引发大规模的海底泥流 ,对海底管道和通讯电缆有严重的破坏作用。另外,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高度集中的易燃气泡 ,这不仅对过往行船造成危险,也会给低空飞行的飞机带来厄运 。有学者认为,近几个世纪 ,在百慕大三角区海域发生过的许多船只和飞机神秘失踪的事件可能与此有关。
日益增多的成果表明,由自然或人为因素所引起的温压变化,均可使水合物分解 ,造成海底滑坡、生物灭亡和气候变暖等环境灾害。由此可见,“可燃冰”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 ”,需要加以小心对待。
其实 ,可燃冰是指水和天然气相结合后形成的一种晶体物质,学术上称为“天然气水化合物”。据测定,1立方米固体可燃冰 ,约含200立方米天然气 。所以可燃冰具有很强的燃烧能力,是一种十分重要的能源资源。可燃冰的发现是出于一次偶然的机会。在20世纪30年代,人们为了输送天然气,开始铺设巨型天然气管道 。由于管道经常发生堵塞 ,结果将管道剖开,才发现是被冰一样的物质所封堵,对这种物质进行研究后 ,才知道是天然气与水的结合物,有很强的燃烧能力,是一种很有开采价值的新能源。
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。
可燃冰的用途有哪些?
可燃冰做燃料的优点如下:
1 、资源丰富
可燃冰是一种以甲烷为主要成分的天然气水合物,存在于深海和极地等地方。其蕴藏量极为丰富 ,已经被视为未来能源的重要来源之一 。
2、清洁环保
相比传统化石燃料,可燃冰的燃烧过程中产生的污染物含量更少,二氧化碳排放量也更低。在可持续能源的提倡下 ,作为清洁、低碳燃料的可燃冰受到越来越多的关注和重视。
3、高效节能
可燃冰的燃烧热值高,能够提供比同等质量煤和石油更高的能量输出 。因此,可燃冰在发电和供热行业的应用前景广阔。同时 ,可燃冰的气化和液化过程也较为省能节能,可以有效提高能源利用效率。
4 、安全可靠
相较于液化天然气等传统燃料,可燃冰在运输和储存环节中更安全可靠 。由于可燃冰固态 ,不易泄漏,也不容易爆炸,因此在应用过程中具有更高的安全性和稳定性。
5、多用途性
可燃冰的不仅仅用于发电、供热等领域 ,还可以用于制氢 、化工和运输等行业。目前,国内外相关领域正在积极开展可燃冰多元化利用研究,其应用前景非常广阔 。
可燃冰的形成条件:温度不能太高, 在0℃以上可以生成,0~10℃为 宜 , 最高20℃左右。压力要够, 但不能太大, 0℃与30个大气压以上可燃冰即可生成。地底要有气源。
可燃冰的形成如下:
1、气候寒冷致使矿层温度下降 ,加上地层的高压力,使原来分散在地壳中的碳氢化合物气体和地壳中的水形成气—水结合的矿层 。
2、由于海洋里大量的生物和微生物死亡后,留下的遗体不断沉积到海底很快分解成有机气体如甲烷(CH4) 、乙烷(C2H6)等。这样它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔和水形成气水合物。
可燃冰最主要的作用做燃料 ,其燃烧可以放出大量的热,可以用于发电,供热等等 ,类似汽油,柴油这些物质 。
1、天然气水合物,即可燃冰 ,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。
2、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 ” ,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 。
扩展资料:
主要危害:
1 、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,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。
2、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 。而且固结在海底沉积物中的水合物。
3、一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出,还会改变沉积物的物理性质,极大地降低海底沉积物的工程力学特性。海底软化 ,出现大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施 。
4 、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:
百度百科-天然气水合物关于“可燃冰是否是可以再生能源?”这个话题的介绍,今天小编就给大家分享完了,如果对你有所帮助请保持对本站的关注!
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