可燃冰
可燃冰的晶体类型
可燃冰的晶体类型
一、什么是可燃冰呢？
可燃冰啊，那可是个超级神奇的东西。
它的学名叫做天然气水合物，听着就很厉害吧。
可燃冰就像是冰和天然气的奇妙组合，在低温高压的环境下，天然气分子被困在了水分子形成的笼子里。
它看起来就像冰一样白白净净的，但它可不像普通的冰那么简单哦。
二、可燃冰的晶体结构
可燃冰属于分子晶体呢。
为啥这么说呢？我们知道分子晶体是由分子间作用力构成的晶体。
可燃冰里的水分子和天然气分子就是靠这种分子间作用力结合在一起的。
可燃冰中的水分子通过氢键形成一个个的笼状结构，然后天然气分子就被包在这些笼子里面。
这种结构就决定了它是分子晶体啦。
它的晶体结构有很多种类型哦，有立方晶系、四方晶系等等。
不同的晶系结构就像不同形状的小房子，把天然气分子这个小客人装在里面。
三、可燃冰晶体类型的独特之处
它这种分子晶体的类型可是很特别的。
首先，它能在海底等特殊环境下稳定存在，这就和它的晶体结构有关系。
分子间的作用力虽然没有离子键或者共价键那么强，但是在低温高压下就足以让可燃冰好好地待在那里啦。
而且呢，可燃冰晶体类型还影响着它的开采。
因为它的晶体结构，开采的时候就不能随便来，得小心翼翼的，要是破坏了晶体结构，里面的天然气就可能跑掉啦。
就像你有一个漂亮的小盒子装着宝贝，要是不小心把盒子弄坏了，宝贝可能就丢了呢。
可燃冰的晶体类型是分子晶体，这可是它非常重要的一个特性，对我们研究可燃冰的形成、储存和开采都有着至关重要的意义呢。
可燃冰方程式
可燃冰方程式一、可燃冰的简介可燃冰，其实就是天然气水合物，它的化学式为CH₄·nH₂O。
这东西可神奇啦，它就像是大自然藏起来的一个宝藏。
可燃冰看起来像冰一样，是白色的固体物质，但它又能像天然气一样燃烧，你说是不是很有趣呢？二、可燃冰的形成1. 可燃冰的形成需要特定的条件。
首先要有丰富的天然气来源，就像我们做饭用的天然气一样，得有大量的甲烷气体。
然后呢，还需要低温高压的环境。
一般在深海的海底或者永久冻土带这些地方，温度很低，压力又很大，就像一个特殊的大容器一样，在这种环境下，甲烷分子就会和水分子结合起来，形成可燃冰啦。
2. 打个比方，就好像是一群甲烷分子和一群水分子在低温高压这个大聚会上，大家紧紧抱在一起，就形成了可燃冰这种特殊的组合。
三、可燃冰的重要性1. 能源方面可燃冰是一种超级有潜力的新能源。
现在我们用的石油、煤炭这些传统能源，不是面临着枯竭的问题嘛，可燃冰就像是救星一样。
它的储量超级大，据科学家估计，可燃冰中的甲烷总量可能是地球上所有其他化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的两倍。
如果我们能好好利用可燃冰，那以后就不用担心能源不够用啦。
可燃冰燃烧的时候比较清洁。
相比于煤炭燃烧会产生大量的污染物，可燃冰燃烧主要产生二氧化碳和水，对环境的污染比较小。
这就像是我们在找一个既有力气干活（提供能源），又比较爱干净（环保）的小伙伴一样。
2. 科技研究方面可燃冰的研究也推动了很多科学技术的发展。
为了开采可燃冰，科学家们得研发各种各样的新技术，像怎么在深海或者冻土带安全地开采，怎么防止开采过程中的甲烷泄漏等。
这些技术的发展，不仅对可燃冰的利用有帮助，还能应用到其他领域呢。
四、可燃冰开采面临的挑战1. 开采技术难度大因为可燃冰存在于深海或者冻土带这样特殊的环境里，开采的时候就很麻烦。
在深海开采，要克服巨大的水压，还要保证开采设备能正常工作。
在冻土带开采呢，又要考虑冻土的稳定性，不能因为开采而导致冻土融化，引发一系列的环境问题。
可燃冰
可燃冰可燃冰和天然气水合物是同义词，已合并。
可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物，外形晶莹剔透，与冰相似。
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。
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”。
科技名词定义中文名称：天然气水合物英文名称：natural gas hydrate;gas hydrate ，简称Gas Hydrate.其他名称：可燃冰定义1：天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。
应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋科学（二级学科）；海洋地质学、海洋地球物理学、海洋地理学和河口海岸学（三级学科）定义2：分布于深海沉积物中，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。
应用学科：资源科技（一级学科）；海洋资源学（二级学科）天然气水合物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”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（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。
它可用mCH4·nH2O来表示，m 代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。
形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
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。
在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。
可燃冰
谢 谢
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开采方法
传统开采： 1.热激发开采法 2.减压开采法 3.化学试剂注入开采法 新型开采： 1.CO2置换开采法 2.固体开采法
降压法开采原理图
发展现状
1960年，前苏联在西伯利亚发现了可燃冰，并于1969年投入开发。
1969年，美国开始实施可燃冰调查，1998年把可燃冰作为国家发展的 战略能源列入国家级长远计划。 1992年，日本开始关注可燃冰。
天然汽水混合物
可燃冰
介绍
白色固体结晶物质。 外观像冰一样而且遇火即可燃烧，又名“可燃冰”、“固体瓦斯”、“气冰”。
分子式：mCH4·nH2O，m代表水合物中的气体分子，n为水合指 数 CH4·8H2O ，8个水分子组成一个笼子，里面含有一个甲烷分子
储量 仅在海底区域，可燃冰的分布面积就达4000万 平方公里，占地球海洋总面积的 1/4。2011年，世 界上已发现的可燃冰分布区多达116处。 近30年来，传统能源的日趋枯竭，而可燃冰能 量密度非常高，达到煤的10倍，燃烧后不产生任何 残渣和废气，每立方米可释放出160-180m3的天然气， 科学家估计，仅海底可燃冰的储量就够人类使用 1000年。
存在条件
低温：可燃冰在0—10℃时生成，超过20℃便会分解。海 底温度一般保持在2—4℃左右； 高压：可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以 海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水 合物就越不容易分解。 充足的气源：海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物 转化，可产生充足的气源。 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
开发难题
1.海底滑坡 2.海水毒化 3.温室效应
可燃冰
可燃冰可燃冰【简介】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。
它的主要成分是甲烷分子与水分子。
它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，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。
【可燃冰的发现】早在1778年英国化学家普得斯特里就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。
1934年，人们在油气管道和加工设备中发现了冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，就是人们现在说的可燃冰。
1965年苏联科学家预言，天然气的水合物可能存在海洋底部的地表层中，后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的可燃冰。
【形成和储藏】可燃冰由海洋板块活动而成。
当海洋板块下沉时，较古老的海底地壳会下沉到地球内部，海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。
当接触到冰冷的海水和在深海压力下，天然气与海水产生化学作用，就形成水合物。
科学家估计，海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%，相当于4000万平方公里，是迄今为止海底最具价值的矿产资源，足够人类使用1000年。
“可燃冰”的形成有三个基本条件：首先温度不能太高，在零度以上可以生成，0－10℃为宜，最高限是20℃左右，再高就分解了。
第二压力要够，但也不能太大，零度时，30个大气压以上它就可能生成。
可燃冰
可燃冰可燃冰是分布于深海沉积物中，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。
因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以被称作“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。
它可用M nH2O来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种可燃冰。
形成可燃冰的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99％的可燃冰通常称为甲烷水合物（M ethane Hydrate）。
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，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。
可燃冰是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源。
它是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质，外貌极像冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，有“可燃水”、“气冰”、“固体瓦斯”之称，被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源，可燃冰是一种新型高效能源，其成分与人们平时所使用的天然气成分相近，但更为纯净，开采时只需将固体的“可燃冰”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。
可燃冰使用方便，燃烧值高，清洁无污染。
据了解，全球可燃冰的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景，美国、日本等国均已经在各自海域发现并开采出可燃冰，据测算，我国南海可燃冰的资源量为700亿吨油当量，约相当我国目前陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。
传统开采方法(1) 热激发开采法 热激发开采法是直接对可燃冰层进行加热,使可燃冰层的温度超过其平衡温度,从而促使可燃冰分解为水与天然气的开采方法。
可燃冰
“笼形包合物”
同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤、石 油、天然气要多出数十倍，而且燃烧后不产生 任何残渣和废气，避免了污染问题。
地球上可燃冰的储藏量 非常大，被认为是有望 取代煤、石油和天然气 的新能源。2011年，世 界上已发现的可燃冰分 布区多达116处，其矿 层之厚、规模之大，是 常规天然气田无法相比 的。科学家估计，海底 可燃冰的储量至少够人 类使用1000年。
中国陆域可燃冰远景资源 至少为350亿吨油当量
可燃冰的危害
天然气水合物中的甲烷，其温室效应为CO2的20倍，温室 效应造成的异常气候和海面上升正威胁着人类的生存。
此外，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，使海底软 化，出现大规模的海底滑坡，毁 坏海底工程设施，如：海底输电 或通讯电缆和海洋石油钻井平台 等。
从20世纪80年代开始，美、英、德、加、日等发达 国家纷纷投入巨资相继开展了本土和国际海底天然气 水合物的调查研究和评价工作，同时美、日、加、印 度等国已经制定了勘查和开发天然气水合物的国家计 划。 特别是日本和印度，在勘查和开发天然气水合物的能 力方面已处于领先地位。
2011年日本发 现可燃冰
我国可燃冰发展现状
开采现状
1810年，英国学者戴维在伦敦皇家研究院首次合成氯气水 合物。 1960年，前苏联在西伯利亚发现了可燃冰，并于1969年投 入开发。 1969年，美国开始实施可燃冰调查；1998年把可燃冰作为 国家发展的战略能源列入国家级长远计划。 1992年，日本开始关注可燃冰，2011年已基本完成周边海 域的可燃冰调查与you
可燃冰
天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）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。
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”。
可燃冰是天然气分子（烷类）被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。
形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。
首先，可燃冰可在0℃以上生成，但超过20℃便会分解。
而海底温度一般保持在2~4℃左右；其次，可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。
最后，海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。
海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具首先，开采可燃冰存在极大的环境污染隐患。
科学家就曾警告过，天然气水合物的大量释放可能引起全球气候变化。
因为甲烷是一种温室效应极强的气体，一旦水合物中甲烷气大量泄露，将会引起全球气候迅速变暖，灾难性地威胁人类的生存环境。
而且天然气水合物的生成和分解也有可能导致油气管道堵塞、海底滑坡和海水毒化等灾难的发生。
其次，开采可燃冰有相当高的技术难度。
目前，美、日等国和一些国际机构已经掌握了一些技术，但这些技术往往是绝密资料。
我国此番对南海可燃冰的探索，是和某荷兰公司合作进行的，对一些核心技术的研究开发仍需长时间的投入和探索。
可以说，可燃冰的开发乃至商业生产是一个投入相当巨大，且充满风险的过程。
虽然严重资源短缺已经成为制约我国经济发展的严峻问题，但是我国在对可燃冰进行开采运用之前，仍有必要进行严格的可行性研究分析，并对整体新能源战略有一个明确的规划，防止出现巨大的人力、物力的浪费，甚至是不可挽回的气候灾难。
备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。
可燃冰的认识
天然可燃冰呈固态，不会像石油开采那样 可燃冰矿藏哪怕受到最小的破 自喷流出。如果把它从海底一块块搬出， 坏 ,都足以导致甲烷气体的大 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。 量泄漏。这种气体进入大气,
无疑增加温室效应。另外,陆 缘海边的可燃冰开采起来十分 困难,一旦出了井喷事故,就会 造成海啸、海底滑坡、海水毒 化等灾害。
可燃冰 的危险 度
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。
科学家的评价结果表明，仅在海底区 域，可燃冰的分布面积就达4000万平 方公里，占地球海洋总面积的 1/4。 我国钻获的可燃冰”分别取自海底 2011 年，世界上已发现的可燃冰分布 以下183~201 米、水深1245米和海 区多达 116处，其矿层之厚、规模之大， 底以下191~225米、水深1230米处。 是常规天然气田无法相比的
说起可 燃冰， 那么可 燃冰在 大家心 里是什 么样的 呢？
图片：冰
原来，可燃冰，是这样的
可燃冰虽然比冰丑陋，但是，它的
效用，是远远比冰还要大的
在标准状况下,一单位体积的可燃冰分 解最多可产生164单位体积的甲烷气体
可燃冰的能源储备丰富，元素 组成仅有 C,H ，两种元素，且比例
高达1 ：4，是一种不可多得的清洁
温度不能太高
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 ②由于海洋里大量的生物和微生 氢化合物和地壳中的水形 物死亡后留下的遗尸不断沉积到 成气—水结合的矿层。 海底,很快分解成有机气体甲烷、 乙烷等,这样,它们便钻进海底结 构疏松的沉积岩微孔,和水形成化 合物。
可燃冰的性质
可燃冰的性质
可燃冰的性质
可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。
下面是小编为大家整理的可燃冰的性质，仅供参考，欢迎阅读。
可燃冰性质
可燃冰并不是指二氧化碳的固态形式（此乃称为干冰），可燃冰在低位高压的环境中才能稳定存在，故在地球的两极，深海底下，冰川高原上广泛存在，开采出来后呈现雪花状，在空气中可点燃，故称为可燃冰，是未来可广泛开采的能源，其结构是甲烷和水形成的超分子化合物，冰形成笼状物，甲烷吸附其中。
可燃冰简介
可燃冰，甲烷气水包合物，也称作甲烷水合物、甲烷冰或天然气水合物。
从名字上就可以大概分辨出其主要成分为甲烷和水。
可燃冰为固体形态的水于晶格（水合物）中包含大量的`甲烷。
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。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。
可燃冰化学方程式
天然气水合物，也称为可燃冰、甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物、“笼形包合物”，分子式为：CH4·nH2O，现已证实分子式为CH4·8H2O。
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”(英译为：Flammable ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。
形成天然气水合物有三个基本条件：温度、压力和原材料。
可燃冰知识点总结
可燃冰知识点总结1. 可燃冰的成分和结构可燃冰的主要成分是甲烷、水和少量的其它气体（二氧化碳、氮气等）。
它的结构是由水分子构成的冰晶中夹杂着甲烷分子形成的复合物。
一般情况下，可燃冰的含气量在70-99%之间，甲烷含量在85-98%之间。
这种结构使得可燃冰在适当的温度和压力下可以存储大量的甲烷，并且具有很高的能量密度。
2. 可燃冰的产生可燃冰通常形成于海底的冷水环境中，是由于海床上的有机物和天然气在高压、低温条件下与水分子结合形成了冰晶。
它主要分布在亚北极地区、北极地区、中国南海、东海等地域。
可燃冰的形成需要适宜的环境条件，包括适当的压力、温度和水深等因素。
3. 可燃冰的资源潜力据估计，全球可燃冰储量约为100万亿立方米，相当于全球目前已知的天然气储量的两倍以上。
中国的南海和东海地区是世界上可燃冰储量最为丰富的地区之一，据评估中国的可燃冰资源储量约为8000亿立方米。
这些数据表明，可燃冰有着巨大的资源潜力，可以成为未来能源发展的重要补充。
4. 可燃冰的开采技术目前，对于可燃冰的开采技术尚处于探索阶段，主要有以下几种方法：- 热力法：通过向地下注入热水或蒸汽等热源，使可燃冰升温释放甲烷。
- 减压法：通过减小地下的压力使得可燃冰分解释放甲烷。
- 化学溶解法：通过向可燃冰中注入化学溶剂溶解甲烷，然后将溶液提升到地面分离出甲烷。
这些技术中，热力法和减压法是目前研究的热点，虽然存在着技术难题和环境风险，但是它们有望成为未来可燃冰开采的主要方法。
5. 可燃冰的应用前景可燃冰是一种清洁的化石能源，其主要成分甲烷燃烧产生的CO2排放量是煤炭的一半，天然气的四分之一。
因此，可燃冰在替代煤炭和天然气、降低温室气体排放等方面具有巨大的应用前景。
同时，可燃冰的开采也有望为海洋经济、能源安全、节能减排等领域带来重大的利益。
总的来说，可燃冰是一种具有巨大潜力的新能源，虽然在开采技术上仍存在着诸多挑战，但是随着技术的不断进步和资源的日益枯竭，可燃冰有望成为未来能源发展的重要补充，对于推动社会经济可持续发展和应对气候变化等挑战具有重要的意义。
可燃冰
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。
东海底下有个东海盆地，面积达25万平方公里。经20年勘测，该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。尔后，中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件，在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围，并根据地温梯度、结合东海地质条件，勾画出“可燃冰”的分布区域，计算出它的稳定带的厚度，对资源量做了初步评估，得出“蕴藏量很可观”结论。这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。 科学家发现，地球上有一种可燃气体和水结合在一起的固体化合物，因外形与冰相似，所以叫它“可燃冰”。这种可燃冰的形成有两条途径：一是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和地壳中的水形成气—水结合的矿层。二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遗尸不断沉积到海底，很快分解成有机气体甲烷、乙烷等，这样，它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔，和水形成化合物。 可燃冰年复一年地积累，形成延伸数千至数万里的矿床。它每立方米中含有２００立方米的可燃气体，已探明的储量比煤炭、石油和天然气加起来的储量还要大几百倍。目前，开发技术问题还没有解决。一旦获得技术上的突破，可燃冰将加入新的世界能源的行列
早在1778年英国化学家普得斯特里就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。1934年，人们在油气管道和加工设备中发现了冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，就是人们现在说的可燃冰。1965年苏联科学家预言，天然气的水合物可能存在海洋底部的地表层中，后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的可燃冰。
可燃冰介绍
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;形成储藏:可燃冰由海洋板块活动而成;当海洋板块下沉时,较古老的海底地壳会下沉到地球内部,海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面;当接触到冰冷的海水和在深海压力下,天然气与海水产生化学作用,就形成水合物;科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方公里,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用1000年;"可燃冰"的形成有三个基本条件:首先温度不能太高,在零度以上可以生成,0-10℃为宜,最高限是20℃左右,再高就分解了;第二压力要够,但也不能太大,零度时,30个大气压以上它就可能生成;第三,地底要有气源;因为,在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态,而海洋深层300-500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件;因此,其分布的陆海比例为1∶100;有天然气的地方不一定都有"可燃冰",因为形成"可燃冰"除了压力主要还在于低温,所以一般在冰土带的地方较多;长期以来,有人认为我国的海域纬度较低,不可能存在"可燃冰";而实际上我国东海、南海都具备生成条件;东海底下有个东海盆地,面积达25万平方公里;经20年勘测,该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量;尔后,中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件,在东海找出了"可燃冰"存在的温度和压力范围,并根据地温梯度、结合东海地质条件,勾画出"可燃冰"的分布区域,计算出它的稳定带的厚度,对资源量做了初步评估,得出"蕴藏量很可观"结论;这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景;科学家发现,地球上有一种可燃气体和水结合在一起的固体化合物,因外形与冰相似,所以叫它"可燃冰";这种可燃冰的形成有两条途径:一是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和地壳中的水形成气-水结合的矿层;二是由于海洋里大量的生物和微生物死亡后留下的遗尸不断沉积到海底,很快分解成有机气体甲烷、乙烷等,这样,它们便钻进海底结构疏松的沉积岩微孔,和水形成化合物;可燃冰年复一年地积累,形成延伸数千至数万里的矿床;它每立方米中含有200立方米的可燃气体,已探明的储量比煤炭、石油和天然气加起来的储量还要大几百倍;目前,开发技术问题还没有解决;一旦获得技术上的突破,可燃冰将加入新的世界能源的行列;中国可燃冰储存状况作为世界上最大的发展中的海洋大国,我国能源短缺十分突出;我国的油气资源供需差距很大, 1993 年我国已从油气输出国转变为净进口国, 1999 年进口石油4000 多万吨, 2000 年进口石油近7000 万吨,预计2010 石油缺口可达2 亿吨;因此急需开发新能源以满足中国经济的高速发展;海底天然气水合物资源丰富,其上游的勘探开采技术可借鉴常规油气,下游的天然气运输、使用等技术都很成熟;因此,加强天然气水合物调查评价是贯彻实施党中央、国务院确定的可持续发展战略的重要措施,也是开发我国二十一世纪新能源、改善能源结构、增强综合国力及国际竞争力、保证经济安全的重要途径;我国对海底天然气水合物的研究与勘查已取得一定进展,在南海西沙海槽等海区已相继发现存在天然气水合物的地球物理标志BSR ,这表明中国海域也分布有天然气水合物资源,值得我们开展进一步的工作;同时青岛海洋地质研究所已建立有自主知识产权的天然气水合物实验室并成功点燃天然气水合物;2005年4月14日,我国在北京举行中国地质博物馆收藏我国首次发现的天然气水合物碳酸盐岩标本仪式;宣布我国首次发现世界上规模最大被作为"可燃冰"即天然气水合物存在重要证据的"冷泉"碳酸盐岩分布区,其面积约为430平方公里;该分布区为中德双方联合在我国南海北部陆坡执行"太阳号"科学考察船合作开展的南中国海天然气水合物调查中首次发现;冷泉碳酸盐岩的形成被认为与海底天然气水合物系统和生活在冷泉喷口附近的化能生物群落的活动有关;此次科考期间,在南海北部陆坡东沙群岛以东海域发现了大量的自生碳酸盐岩,其水深范围分别为550米~650米和750米~800米,海底电视观察和电视抓斗取样发现海底有大量的管状、烟囱状、面包圈状、板状和块状的自生碳酸盐岩产出,它们或孤立地躺在海底上,或从沉积物里突兀地伸出来,来自喷口的双壳类生物壳体呈斑状散布其间,巨大碳酸盐岩建造体在海底屹立,其特征与哥斯达黎加边缘海和美国俄勒岗外海所发现的"化学礁"类似,而规模却更大;"可燃冰"是由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶物质,因其成分的80%~99.9%为甲烷,这些碳酸盐岩的形成和分布记录了富含甲烷流体的类型、性质、来源、强度变化及其与海底可能存在的水合物系统的关系等情况;中德科学家一致建议,借距工作区最近的中国香港九龙的名谓,将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为"九龙甲烷礁",其中"龙"字代表了中国,"九"代表了多个研究团体的合作;按照战略规划的安排,2006年-2020年是调查阶段,2020年-2030年是开发试生产阶段,2030年-2050年,中国可燃冰将进入商业生产阶段;中国国土资源部总工程师张洪涛先生09年9月25日在北京介绍,中国地质部门在青藏高原发现了一种名为可燃冰又称天然气水合物的环保新能源,预计十年左右能投入使用;在当天的新闻发布会上,张洪涛说,这是中国首次在陆域上发现可燃冰,使中国成为加拿大、美国之后,在陆域上通过国家计划钻探发现可燃冰的第三个国家;他介绍,初略的估算,远景资源量至少有350亿吨油当量;可燃冰是水和天然气在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,是公认的地球上尚未开发的最大新型能源;2017年5月,中国首次海域天然气水合物可燃冰试采成功; 5月18日,中共中央、国务院向参加这次任务的全体参研参试单位和人员,表示热烈的祝贺;。
可燃冰
可燃冰的研究及开采历史
可燃冰的研究历史
1778 1965
如今
英国化学家 普得斯特里 着手研究气 体生成的气 体水合物
1934
人们在油气管道 和加工设备中发 现了冰状固体堵 塞现象，这些固 体就是可燃冰
苏联科学家 预言，天然 气的水合物 可能存在海 洋底部的地 表层中
世界上至少有 30多个国家和 地区在进行可 燃冰的研究与 调查勘探
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
可燃冰开采面临的难题
可能导致大量温室气体排放污染环境。甲烷是绝 大多数可燃冰中的主要成分，同时它也是一种反 应快速、影响明显的温室气体。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。可燃冰非常不稳定，在常温和常压环境 下极易分解。这些冰球一旦从海底升到海面就会 砰然而逝，导致甲烷气的大量散失。而这种气体 进入大气，无疑会增加温室效应，进而使地球升 温更快。
可燃冰开采面临的难题
特殊的存在条件极有可能引发地质灾害。由于可 燃冰经常作为沉积物的胶结物存在，它的形成和 分解能够影响沉积物的强度，进而诱发海底滑坡 等地质灾害的发生。日益增多的研究成果表明， 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。美国地质调查所的调查表明，可燃 冰能导致大陆斜坡上发生滑坡，这对各种海底设 施是一种极大的威胁。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。
可燃冰的形成与 可燃冰的形成与结构
可燃冰有三种结 构，如图1所示， 分别是结构I、 结构பைடு நூலகம்I和结构 III。
可燃冰
1.1可燃冰的性质
• 在自然界发现的天然气水合物多为白色、淡黄色、琥珀色等颜色，呈 轴状、层状、小针状结晶体或分散状 • 天然气水合物具有多孔性，硬度和剪切模量小于冰，密度与冰的密度 大致相同，热导率和电阻率远小于冰，可在0 ℃以上生成，超过20℃ 便会分解
1.2可燃冰的形成的三个基本条件
• 低温(0～10℃)
空气
10汽轮机
15除氧器 汽轮机抽汽
17高压海面汽轮机 回热加热系统
16高压水泵
14低压海面汽轮机 回热加热器系统
海平面以上
海底2200m及以下 二氧化碳 7深海蒸发 水加热器
6.深海蒸汽加热器 2.超 临界 水氧 化反 应器 蒸发水 可燃冰 1可燃冰给料装置 含盐水 5. 深海氧 气加热器 电点火装置
•
1.4可燃冰勘察方法
海底热流探测 地震探测
海底电视摄像探测
可燃冰勘查 的技术手段
电磁探测
海底微地貌勘查
流体地球化学探测
深海钻探
海底取样
二、可燃冰研究开发现状
• • 早在20世纪60年代，可燃冰即进入人类视野，1965年，苏联首次在西 西伯利亚永久冻土带发现可燃冰矿藏，并引起多国政府关注 美国、俄罗斯、英国、德国、加拿大、日本、印度、韩国、巴西等都 从能源储备战略角度重视天然气水合物的调查研究工作。它们将此作 为政府行为，投入巨资，相继开展了本国专属经济区和国际海底区域 内的调查研究和资源评价。美国、日本、加拿大、印度等国已制定了 勘探和开发天然气水合物的国家计划
•
1.3可燃冰的成因及存储
2. 冻土型
•
我国是世界上第三冻土大国，冻土区总面积达215万km2，具备良好 的天然气水合物赋存条件和资源前景。远景资源量至少有350亿t当量 油，可供中国使用近90年，而青海省的储量约占其中的1/4。 青海木里是我国陆域“可燃冰”的首个“现身地”，一方面，青海有 面积广、厚度较大的冻土带资源，为“可燃冰”的存在提供了地质条 件。另一方面，青海木里有丰富的煤炭资源，为“可燃冰”的形成提 供了可能的资源条件
可燃冰名词解释
可燃冰，也称为天然气水合物，是一种天然气的储存形式，通常存在于海底沉积物或极地地区的冰层下。
它由大量的甲烷和水组成，形成了一种冰状结晶物质，类似于冰块，但其中的甲烷分子被水分子包围并形成了水合物。
可燃冰的形成需要特定的条件，包括低温和高压。
在海底沉积物中，由于受到海底压力和温度的影响，甲烷和水分子会形成可燃冰。
在极地地区，由于温度极低，甲烷分子也会形成可燃冰。
可燃冰是一种潜在的重要能源资源，因为它储量巨大且分布广泛，可以作为未来能源供应的重要来源。
然而，开采和利用可燃冰也面临着许多技术和环境上的挑战，需要进一步研究和探索。
可燃冰
可燃冰，即天然气水合物，分子式CH4·8H2O，密度0.9 g/cm3，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。
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”，可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。
特点1：高能：“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油要多出数十倍，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，其甲烷能效是常规天然气的2-5倍。
特点2：储量大：全世界拥有的常规石油天然气资源，将在40年或50年后逐渐枯竭。
而科学家估计，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。
特点3：清洁无污染：可直接点燃，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。
开采方法：开采方案主要有三种。
第一是热激化法。
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。
但此方法难处在于不好收集。
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。
方案二是减压法。
减压开采法是一种通过降低压力促使天然气水合物分解的开采方法。
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。
方案三是“置换法”。
研究证实，将CO2液化，注入1500米以下的洋面，就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。
如果将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。
开采弊端：会导致甲烷气的大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加；“可燃冰”埋藏于海底的岩石中，不易开采和运输。
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，其温室效应为CO2的20倍，温室效应造成的异常气候和海面上升正威胁着人类的生存。
什么是可燃冰
什么是可燃冰引言可燃冰是一种在海洋和极地沉积物中存在的天然资源，具有巨大的潜在能源价值。
它是由水合物形成的，其分子结构中包含水分子和甲烷分子。
在适当的温度和压力下，水合物会形成冰的结晶结构，其中包含了大量的甲烷气体。
因此，可燃冰也被称为冰锁甲烷或冰火。
本文将介绍可燃冰的形成原理、分布情况、开采技术以及可燃冰的潜在应用领域。
可燃冰的形成原理可燃冰的形成与环境条件密切相关。
在大多数情况下，可燃冰形成于寒冷的海底或极地地区。
它主要由甲烷分子与水分子形成的水合物构成。
在较低的温度和高压下，甲烷气体可以与水分子相结合形成水合物。
这是因为水分子可以在结晶结构中形成包围甲烷分子的笼状结构。
这种独特的结构使得甲烷分子被束缚在水合物晶体中，从而形成了可燃冰。
可燃冰的分布情况可燃冰广泛分布于世界各个海洋和极地地区。
主要的可燃冰富集带包括北冰洋、南海、东海等地。
这些区域的寒冷温度和高压条件为可燃冰的形成提供了最佳环境。
可燃冰在全球范围内的储量巨大。
据估计，全球可燃冰储量超过数万亿立方米，相当于数十亿吨石油的能源。
这使得可燃冰成为未来石油和天然气产业的重要替代能源。
可燃冰的开采技术可燃冰的开采技术是一项复杂而具有挑战性的任务。
由于可燃冰的极低温度和高压环境，开采过程中需要克服许多技术难题。
当前，主要的可燃冰开采技术包括热力钻探和压裂破碎。
热力钻探是通过向可燃冰沉积物注入高温流体来提高温度和压力，从而使水合物分解释放出甲烷气体。
压裂破碎则是利用高压水流将可燃冰沉积物进行破碎，以释放甲烷气体。
这些开采技术仍在不断改进和完善中，目前尚处于实验阶段。
未来的可燃冰开采将需要更多的科学研究和技术创新，以确保安全、高效地利用这一重要能源资源。
可燃冰的潜在应用领域可燃冰具有广泛的潜在应用领域。
首先，可燃冰可以替代传统石油和天然气成为主要的能源供应源。
由于可燃冰储量巨大，充分利用可燃冰资源可以有效减少对有限石油和天然气资源的依赖。
其次，可燃冰可以用于生产氢能源。
可燃冰的成分
可燃冰的成分
1什么是可燃冰
可燃冰，又称烷烃冰，是一种来源于深海并具有可燃性的大分子有机化合物。
它犹如一把把宝石一般的光彩夺目，吸引了世界各地的科学家。
可燃冰的唯一缺点是没有固定的生产地点，它基本上只出现在深海床上，这也是为什么它具有可燃性。
2可燃冰类型
可燃冰可分为烷烃冰和油类烷烃冰两种。
烷烃冰是深海床下最普遍的非常可燃的天然液体，它可以液化烃、甲烷、乙烷等复杂有机烃。
而油类烷烃冰是一种存在高温和高压条件下被石油形成的陨石，其成分比烷烃冰复合得更复杂，有更多的水溶性物质和有机物质。
3可燃冰的成分
可燃冰主要分为三种成分：1、烃(大环以外的氢、碳和氧);2、水溶性有机物，如芳香烃和烷酸;3、沾渍环，如芳香环、萜环、烯环，还有其他一些有机组分。
此外，可燃冰还含有一些硝基化、磷酸化和其他脱氢反应的核素，这些物质都是在深海的高压环境下形成的。
4可燃冰的重要性
可燃冰是地球上最古老的发现之一，与石油不同，它是一种来源于深海的天然资源，拥有独特的热能和作为能源的潜力。
它不仅可用
来满足我们能源的需求，还可以作为一种活性催化剂，帮助我们开发出新型材料、抗药性聚合物及纳米化合物。
综上所述，可燃冰是一种珍贵的资源，具有重要的研究价值和应用前景，所以对它的研究要加以重视。
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勘探方法
1.地震勘探法，如地震地球物理探查、电磁探测、流体地球化学探查、 海底微地貌勘测等 2.测井识别法，分为随钻测井法和电缆测井法 3.勘探取样法，即地质取样法，采用取样装置从海底取出沉积物样品， 该方法是证实天然气水合物存在的直接手段
开采进度
中国： 2007年，首次采到天然气水合物 2011年，正式启动可燃冰专项 美国： 2000年，将“可燃冰”作为政府项目，进行勘探 2012年，投资2900万美元在阿拉斯加实验开采 日本： 2001年，发布<<甲烷水合物开发计划>>， 已拥有七口钻井 2013年，掌握海底甲烷分离技术
成功例子
2013年日本用降压法成功获取可燃冰中的甲烷
当然，现在开采可燃冰难度巨大 。而如果不嫌时间久远的话，完全 可以这样利用可燃冰
可燃冰随地 质年代的变 化最终会形 成煤，而我 们利用煤的 技术已经很 成熟了
有人构想出这样一个以可燃冰为核心的海底生活圈模式，该模式的所 有耗能都由可燃冰提供或进行转化
一种白色固体物质 （纯净的）
可燃冰的理化性质
1.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
2.CH4*8 H2O+ 2 O2== CO2+ 10 H2O（反应条件为“点燃”） 3.形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料 低温：可燃冰在0—10℃时生成，超过20℃便会分解 高压：可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成 充足的气源：海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可 产生充足的气源 三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成
开采方法
d ）气体置换法：不注入如二氧化碳等以置换天然气水合物中的甲烷，触发甲烷气 b ）降压法：降低压力促使水合物分解，该方法不需要连续激发，成本较低，适合 a）注化学试剂法：向天然气水合物层中注入如甲醇等化学试剂，破坏其平衡条件 ）注热法：注入加热流体或直接加热储层来提高水合物区域内温度，引起溶解。 c 体扩散。但由于水合物储层渗透性较差，导致产气量较低，实际效果不佳。适合长 大面积开采。是目前最有前景的一种开发技术。 能耗大，不能有效解决热利用效率较低的缺陷 ，促使分解。该方法所需的化学试剂成本较高，且不适合长期或大规模使用。 期或大规模使用。
可燃冰的分布
大陆永久冻土
岛屿的斜坡地带
大陆边缘的隆起处 极地大陆架 深水环境
可燃冰在中国的分布
东海海域 南海北部海域 南沙海域 青藏高原冻土区 东北冻土区
开采难度
可燃冰大多埋藏在海底的岩石中，
这给开采和运输带来极大困难。有 学者认为，在导致全球气候暖方面 ，甲烷所起的作用比等量的二氧化 碳要大1～20倍。而可燃冰矿藏哪 怕受到极小的破坏，都以导致甲烷 气体大量泄漏。另外，陆缘海边的 可冰开采起灾害。
可 以 缓 解 土 地 压 力
当今，化石煤炭能源日渐枯竭，对可 燃冰的开发利用已经成为各国争相研 究的焦点
我国对能源的需求也会随着社会现代 化的加快而越来越大，可燃冰也会成 为我国攻坚的焦点
制作： 肖裕敬
讲解： 于浩
01 概 念
03
02
分 布
开 采 难 度
04
解 决 方 案
沉睡的能源之王——可燃冰
天然气水合物（又 称可燃冰）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
可燃冰的结构
分子式为CH4· 8H2O 每单位晶胞内有两个 十二面体（20 个端点 因此有 20 个水分子） 和六个十四面体（24 个水分子）的水笼结 构
可燃冰的储量
可以看出，可燃冰的储量非常巨大，全球 53.27%的有机碳分布在天然气水合物里。
据专家估算，仅仅是海底可燃冰的储量够 人类使用1000年 我国可燃冰的资源潜力约800亿吨油当量， 是我国常规天然气资源量的两倍。主要分 布在青藏高原的羌塘盆地和南海大陆坡及 其深海。据科学家粗略估算，我国陆域远 景资源量至少有350亿吨油当量，可供中国 使用近90年。 全球有机碳含量分布