可燃冰PPT课件

球开始掀起大规模研究、探测
和勘探天然气水合物藏的热潮。
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至90年代中期，美、俄、
荷、德、加、日等诸多国家探
测可燃冰的目标和范围已覆盖
了世界上几乎所有大洋陆缘的
重要潜在远景地区，以及高纬
度极地永冻土地带和南极大陆
及陆缘区等。
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目前，至少已有40多个国
家，针对可燃冰展开了国家级
的资源调查和研究工作，并已
调查发现可燃冰的矿点共有100
多处。
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可燃冰概念
可燃冰顾名思义像冰一样的固体点火能燃 烧，是一种非常规能源。它是天然气分子(除 氢、氦和氖外)充填在水的晶体笼架中形成的 冰状固体物，又叫天然气水合物或固体气。
现已证实分子结构式： CH4·8H2O
可燃冰燃烧方程式： .
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性质
可燃冰是一种白色固体物质，外形像冰，有极强 的燃烧力。主要以甲烷(大于90％)为主，故也称 甲烷水合物。
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。
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难处
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可燃冰的开采方法
方案三是置换法
使CO2液化将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
较前两种方法可行性更高
• 1965年，前苏联首次在西西 伯利亚永久冻土带发现天然气 水合物矿藏。
• 至此，各国科学家相继开始了 对可燃冰的研究，一步一步解 开了其神秘的面纱。
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可燃冰简介
• 天然气水合物，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”
• 它是在一定条件下由 水和天然气在高压和 低温条件下混合组成 的笼形结晶化合物。
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炙手可热的“冰”
• 在可燃冰矿藏被人们 发现之后，迅速地得 到了人们的关注。
• 在能源问题日益凸显 的今天，可燃冰更是 被赋予了“沉睡的未 来能源”、“能满足 人类使用1000年的新 能源”等称号。
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炙手可热的“冰”
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上世纪60年代末，苏联也
发现了世界上第一个可燃冰矿
田：麦索亚哈气田。自此，全
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炙手可热的“冰”
• 污染小：
可燃冰由甲烷和水构成，不含其它成分，无需净化提炼或其 它加工步骤。所以利用时产生的污染比石油以及煤等传统能 源小很多。
可
煤 炭 加 工
燃 冰 直 接 燃
烧
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炙手可热的“冰”
• 另外可燃冰还有便于储存运输（与天然气相比），再生迅 速等优点。难怪有人称可燃冰是“上帝带给人类的礼物”， 让陷入能源危机的人类重新看到了希望。
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面临的环境问题
• 另一种途径是，可燃冰由海洋 板块活动而成。当海洋板块运 动时时，海底石油和天然气便 随板块的边缘涌上表面。当接 触到冰冷的海水和深海压力， 天然气与海水产生化学作用， 就形成“甲烷水合物”。
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可燃冰简介
• 全球天然气水合物分布明显呈 现受地理格局控制的特点。主 要存在于世界范围内的沟盆体 系、陆坡体系、边缘海盆陆缘， 尤其是与泥火山、热水活动、 盐泥底辟及大型断裂构造有关 的深海盆地中；另外还包括扩 张盆地和北极地区的永久冻土 区，大西洋的85％、太平洋的 95％和印度洋的96％的地区中 也含有天然气水合物，并且主 要分布于海平面下200-600ｍ的 深度内
• 第二，压力要够，但也不能太大，0℃ 时，30个大气压以. 上它就可能生成。 13
• 第三，要有气源。
关于“可燃冰”的成因，目前主要有两种 观点，一种认为，它们最初来源于海底下 的细菌。海底有很多动植物的残骸，这些 残骸腐烂时产生细菌，细菌排出甲烷，当 正好具备高压和低温的条件时，细菌产生 的甲烷气体就被锁进水合物中 。
另一种观点则认为，“可燃冰”由海洋板 块活动而成。当海洋.板块下沉时，较古老 14
世界可燃冰分布图
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炙手可热的“冰”
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炙手可热的“冰”
• 储量大：
• 现已探明的天然气水合物中的碳量 11013吨相
当于已探明所有化石能源碳量总和的2倍。可满
足人类未来1,000年的能源需求。
1155%%
那如何开采这炙手可热的“冰”？
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可燃冰的开采方法
方案一是热解法
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。
难不处好收集。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
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难处
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可燃冰的开采方法
方案二是降压法
在高压下，甲烷气水包合物在 18 °C 的温度下仍 能维持稳定。
充填甲烷的可燃冰1立方米可产出气164立方米
和水0．8立方米，其能量密度是煤和黑色页岩的
10倍左右，是一种能量密度高的能源。
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可燃冰的形成有三个基本条件
• 第一，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，温度再高“可燃冰”就会 分解。
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可燃冰简介
• 可燃冰的构成可用
mCH（2m+2）·nH2O来
表示，m代表水合物中 的气体分子，n为水合 指数 • 形成天然气水合物的 主要气体为甲烷
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可燃冰简介
• 关于“可燃冰”的成因，目前 认为有两条途径。
• 一种途径是，海底的动植物残 骸被细菌分解时释放出的甲烷 被高压低温的海底环境锁进水 分子笼中。
可燃冰（Gas Hydrate）
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Contents
可燃冰的简介 炙手可热的“冰” 可燃冰的开采方法 带刺的玫瑰 未来之路
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偶然的发现
30年代，为了输送天然气铺设了输气管道 。
一些输气管道经常奇怪地8年，首次在实验室发现 天然气水合物.
• 1934年，前苏联在被堵塞的 天然气输气管道里发现了天然 气水合物。这一发现引起前苏 联人对天然气水合物的重视。
5%5%
27%
27%
Natural Gas Hydrate Fossil Fuels Other fuels on the land Other fuels in the ocean
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53%
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炙手可热的“冰”
1 m3 水合物
164 Nm3 天然气
＋
0.8 m3水
• 能量密度高：
• 由1立方米可燃冰相當於160多立方米的天然气。换言之， 1立方米可燃冰就可满足3口之家大半年的天然气需求，故 可燃冰被视为「后石油时代」的重要替代能源。