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可燃冰是什么,可燃冰是什么化學(xué)性質(zhì)是什么物理

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可燃冰是一種混合物,主要成分是甲烷的水合結(jié)晶體天然氣水合物,也稱氣體水合物,是由天然氣與水分子在高壓低溫條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì) 。因成分是甲烷,故也有人叫天然氣水合物為甲烷水合物,天然氣水合物多呈白色或淺灰色晶體,外貌類似冰雪,可以像酒精塊一樣被點(diǎn)燃,故也有人叫它“可燃冰” 。
化學(xué)性質(zhì):可燃冰由水分子搭成像籠子一樣的多面體格架,以甲烷為主的氣體分子被包含在籠子格架中 。不同的溫壓條件,具有不同的多面體格架 。
物理性質(zhì):可燃冰的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系數(shù) , 電介常數(shù)和熱
可燃冰是什么天然氣水合物即可燃冰 , 是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì) , 因其外觀像冰,遇火即燃,因此被稱為“可燃冰” 。
1、分布范圍
天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境 。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下 , 一單位體積的天然氣水合物分解最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體 。
世界上海底天然氣水合物已發(fā)現(xiàn)的主要分布區(qū)是大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東海岸外的布萊克海臺等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、中國南海海槽、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等 。
2、理化性質(zhì)
天然氣水合物燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何殘?jiān)?nbsp;, 污染比煤、石油、天然氣都要小得多 。1立方米可燃冰可轉(zhuǎn)化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水 。開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體 。從物理性質(zhì)來看,天然氣水合物的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系數(shù)、電解常數(shù)和熱傳導(dǎo)率均低于冰 。
天然氣水合物的聲波傳播速度明顯高于含氣沉積物和飽和水沉積物,中子孔隙度低于飽和水沉積物,這些差別是物探方法識別天然氣水合物的理論基礎(chǔ) 。此外,天然氣水合物的毛細(xì)管孔隙壓力較高 。
3、組成結(jié)構(gòu)
天然氣水合物是一種白色固體物質(zhì),有強(qiáng)大的燃燒力,主要由水分子和烴類氣體分子(主要是甲烷)組成,它是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、pH值等)下,由氣體或揮發(fā)性液體與水相互作用過程中形成的白色固態(tài)結(jié)晶物質(zhì) 。一旦溫度升高或壓強(qiáng)降低,甲烷氣則會逸出,固體水合物便趨于崩解 。
可燃冰的開采方法:
1、熱激發(fā)開采法
熱激發(fā)開采法是直接對天然氣水合物層進(jìn)行加熱,使天然氣水合物層的溫度超過其平衡溫度,從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣的開采方法 。這種方法經(jīng)歷了直接向天然氣水合物層中注入熱流體加熱、火驅(qū)法加熱、井下電磁加熱以及微波加熱等發(fā)展歷程 。熱激發(fā)開采法可實(shí)現(xiàn)循環(huán)注熱,且作用方式較快 。
加熱方式的不斷改進(jìn) , 促進(jìn)了熱激發(fā)開采法的發(fā)展 。但這種方法尚未很好地解決熱利用效率較低的問題,而且只能進(jìn)行局部加熱,因此該方法尚有待進(jìn)一步完善 。
2、化學(xué)試劑注入開采法
化學(xué)試劑注入開采法通過向天然氣水合物層中注入某些化學(xué)試劑 , 如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等,破壞天然氣水合物產(chǎn)的相平衡條件 , 促使天然氣水合物分解 。這種方法雖然可降低初期能量輸入,但缺陷卻很明顯,它所需的化學(xué)試劑費(fèi)用昂貴,對天然氣水合物層的作用緩慢,而且還會帶來一些環(huán)境問題,所以,對這種方法投入的研究相對較少 。
以上內(nèi)容參考:
能燃燒的冰是怎樣的物質(zhì)可燃冰冰是水在零攝氏度(冰點(diǎn))以下所凝結(jié)的透明固體物質(zhì) 。夏天,冰是消暑降溫的佳品;冬天,冰則使人感到徹骨的寒冷 。我們平時看到的冰,無一例外都是在吸收熱量,沒有人會相信冰塊會燃燒 。冰塊遇到火,只能融化為水,而絕不會燃燒 。那么,世界上有沒有能釋放熱量,為人們供暖的冰呢?答案是肯定的 。
“請大家注意,精彩的表演馬上開始!我們將為您展示一種不可思議的‘冰’ ?!彪S著講解員的操作,一塊看上去很平常的白色冰塊 , “噗”的一聲燃起了藍(lán)色的火焰——這是發(fā)生在日本愛知萬國博覽會上的一幕,讓在場的觀眾驚奇不已 。這種能燃燒的冰塊就是被稱為“可燃冰”的天然氣水合物,雖然外貌與常見的冰雪極為相似,但是用一根火柴就可以點(diǎn)燃,像蠟燭一樣燃燒 。
可燃冰是一種很奇怪的物質(zhì),它是由天然氣與水在高壓低溫條件下結(jié)晶形成的固態(tài)籠狀化合物 。純凈的天然氣水合物呈白色,形似冰雪,能像固體酒精一樣直接點(diǎn)燃,被形象地稱為“可燃冰” 。
20世紀(jì)70年代,美國地質(zhì)工作者在海洋中鉆探時,意外地發(fā)現(xiàn)了一種看上去像普通干冰的東西,這些冰在被從海底撈上來后迅速融化,,成為冒著氣泡的一灘泥水,而那些氣泡卻意外地被點(diǎn)著了,這些氣泡就是甲烷 。這些像干冰一樣的灰白色物質(zhì)就是可燃冰 。
可燃冰的分子結(jié)構(gòu)可燃冰還有另外幾個名字,分別叫天然氣水合物、固體瓦斯、籠形包合物,英文為N
tur
l
G
s
Hydr
te,簡稱G
s
Hydr
te 。可燃冰是一種化學(xué)物質(zhì),它的化學(xué)式為CH4·8H2O 。是一種外形像冰的一種白色固體結(jié)晶物質(zhì),有極強(qiáng)的燃燒力,是一種極具開采潛力的優(yōu)質(zhì)能源 。
可燃冰的分子結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,最常見的是甲烷水合物,就是46個水分子包圍了8個甲烷分子,就像一個一個“籠子”,由若干水分子組成一個籠子,每個籠子里“關(guān)”一個氣體分子 。它最大的特點(diǎn)是可以燃燒 。這是由于小“籠子”里含有甲烷分子超過99%,因此遇火即可燃燒 。
可燃冰就像一個包含著數(shù)量巨大的開然氣的壓縮包,據(jù)理論計(jì)算,1立方米的可燃冰可釋放出164立方米的甲烷氣和0?8立方米的水 。這種固體水合物只能在一定的溫度和壓力條件下,生成一般它要求溫度低于0~10℃,壓力高于10MP
,一旦溫度升高或壓力降低,甲烷氣則會悄悄逸出,固體水合物便趨于崩解,倏然消失 。在常溫常壓下,可燃冰會分解成水與甲烷 。由此可以將可燃冰看成是高度壓縮的固態(tài)天然氣 。
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