什么是可燃冰

关注：18 发布时间：2021-12-23 09:36:06

比较近南海可燃冰测试成功。什么是可燃冰？我做一个小系列，给大家一些科普。

甲烷气水包合物,又名甲烷水合物,甲烷冰,天然气水合物或可燃冰,是一种固态水，晶格中含有大量甲烷(水合物)。起初，人们认为只有在太阳系周围的低温易冰地区才有可能出现，但后来发现，许多海洋甚至地球大陆的沉积物下都存在可燃冰，其储量也很丰富。甲烷-水包水化合物有望成为新时代石油和天然气的替代能源。

甲烷-水包水复合体存在于低温高压环境中，是海洋浅水生态系统中常见的组成部分。它们通常出现在深海沉积物结构中或暴露在海底。甲烷-水包水复合体被认为是由于深层地理断层中的气体迁移、沉淀和结晶作用，上升气流与深海冷水接触而形成的。

在高压下，甲烷气水复合体在18下仍能保持稳定.甲烷气水化合物的一般组成是1摩尔甲烷和每5.75摩尔水，然而，这个比例取决于有多少甲烷分子嵌入晶格的不同涂层结构中。观察到的密度约为0.9克/厘米。在标准条件下，1升甲烷气体水包水固体平均含有168升甲烷气体。

甲烷形成了一种结构一型水合物,它有两个十二面体(20个端点，因此有20个水分子)和六个四面体(24个水分子)。

可燃冰分子示意图

理化性质

天然气水合物燃烧后几乎不产生残渣，污染比煤、石油、天然气小得多。从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并略低于冰，其剪切系数、电解质常数和热导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物。这些差异是地球物理方法识别天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。

可燃冰的燃烧方程为：

ch4 8h2o2o2==co210h2o(反应条件为“点火”)

可燃冰的分子结构就像几个水分子组成的笼子。

可燃冰的形成有三个基本条件：温度、压力、原料。

第一，温度低。可燃冰形成于0-10，超过20会分解。海底温度一般保持在2-4左右。

第二，压力大。可燃冰在0只有30个大气压就能产生，但在海洋深处，30个大气压很容易保证，气压越高越不容易分解水合物。

比较后，充足的空气供应。富碳生物转化的海底有机沉积物可以产生充足的气源。海底地层是多孔介质。在温度、压力、气源等条件下，介质的间隙会形成可燃冰晶。

自20世纪60年代以来，人们在苔原和深海中发现了一种可燃的“冰”。这种“可燃冰”在地质学上被称为气体水合物。天然气水合物广泛分布于大陆长期冻土、岛屿斜坡、主动和被动大陆边缘隆起、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖泊的深水环境中。在标准条件下，单位体积的天然气水合物可以分解产生高达164单位体积的甲烷气体。

天然气水合物是20世纪科学研究中发现的一种新的矿产资源。它是水和天然气在高压低温下混合时产生的固体物质。看起来像冰雪或者固体酒精，点燃后会燃烧。被称为“可燃水”、“气冰”、“固体气体”，被誉为21世纪具有商业发展前景的战略资源。

天然气水合物储量是现有天然气和石油储量的两倍，具有广阔的发展前景。美国、日本和其他国家在各自海域发现并开采了天然气水合物。据估计，南海天然气水合物资源量为700亿吨石油当量，约占中国陆上石油天然气资源总量的一半。

可燃冰

海底可燃冰

可燃冰

常规油气资源消耗巨大，即将枯竭。科学家的评估结果表明，可燃冰的分布面积仅在海底区域就有4000万平方公里，占地球海洋总面积的1/4。2011年，上发现了多达116个可燃冰分布区，矿层的厚度和规模是常规天然气田无法比拟的。科学家估计，海底的可燃冰储量至少足够人类使用1000年。

可燃冰分布图

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