可燃冰是怎么形成的,可燃冰的主要成分是什么
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发布时间：2022-04-24 11:52
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懂视网
时间：2023-02-05 05:29
可燃冰，即天然气水合物(natural gas hydrate)，是在一定条件下由轻烃、二氧化碳及硫化氢等小分子气体与水相互作用形成的固态结晶物质，呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，还可以亲切地称呼它为“固体瓦斯”或“气冰”。
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。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。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。
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时间：2023-02-05 02:37
首先，要有一定数量的天然气这一原材料。其次，必须是低温条件，可燃冰在0到10℃时生成，超过20℃就会分解，变得“烟消云散”。因此，无论是在海底还是陆域的永久冻土带都要满足这一条件。最后，必须要在高压条件下才能生成。
在0℃时，需要30个大气压才可以生成可燃冰。在原材料、温度、压力三者都具备的条件下，可燃冰晶体就生成了。“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”。“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃。
扩展资料
1、可燃冰被公认为石油、天然气的接替能源。而作为可燃冰的经济价值和战略意义对中国来说尤为明显。资料显示，中国是可燃冰资源储量最多的国家之一，除了陆地冻土区外，整个南海的可燃冰地质资源量约为700亿吨油当量，远景资源储量可达上千亿吨油当量，开发前景十分广阔。
2、可燃冰的能量密度非常高，同等条件下燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍；并且，燃烧后仅会产生少量二氧化碳和水，是真正的绿色能源和石油天然气一样，可燃冰也是来源于古生物遗骸。这些古生物遗骸的沉积物通过细菌分解后产生甲烷，在低温和高压的环境下形成可燃冰。
可燃冰生成的温度一般在0℃至10℃之间，超过20℃就可能分解。通常情况下，海底温度一般保持在2℃至4℃之间，适宜可燃冰生成。另外，可燃冰在0℃时，只需要30个大气压就可以生成，而在海底深处，很容易保持30个大气压。并且，气压越大，可燃冰越不容易分解。
参考资料来源：百度百科_ 天然气水合物
中新网- 成功开采可燃冰！中国将要改写全球能源格局
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时间：2023-02-05 03:55
天然气水合物的形成条件主要包括物源条件和温压条件。物源条件要求有大量的天然气(主要是甲烷气)和水，它们是可燃冰形成的物质基础，没有它们将是“无米之炊”；环境条件则要求低温和高压，一般需要低于10℃的温度和大于100个大气压的压力(水深1000米以下)，因为只有在这种低温和高压条件下，含有大量天然气的水溶液才能形成可燃冰，缺少这个条件“生米就不能煮成熟饭”。
天然气水合物的生成过程实际上是水合物-溶液-气体三相平衡变化的过程，任何能影响相平衡的因素都能影响水合物的生成/分解过程，如温度升高或压力降低，水合物就分解成天然气和水，即由固相变为气相和液相。反之，天然气和水又可生成水合物，现在科学家们已经可以通过试验数据获得水合物稳定性的平衡温压曲线，并根据该曲线对比陆地或海底地层的实际温度和压力求出水合物形成带的厚度与深度，这个水合物形成带被称为“水合物稳定带”。理论上讲，在水合物稳定带内只要同时具有充足的天然气和水就可以形成天然气水合物。目前，地球上符合天然气水合物形成温压条件的地区主要在*边缘的海底(水深>300米)及陆地冻土区浅表地层(深度>几十米)。
可燃冰的天然气来源有两类：一是生物化学成因气，它们是由微生物在地表较浅深度和较低温度下分解有机质而成的，这种成因的气体成分相对简单，主要由甲烷组成，仅含有少量的乙烷和丙烷，农村使用的沼气也属于生物化学成因的气体；二是热解成因气，它们是由较高温度(高于100℃)和较大深度下的有机质热分解而成的，成分较复杂，除了含有大量甲烷外，还含有较多的乙烷、丙烷等其它烃类气体。目前，世界上发现的天然气气藏绝大多数都是这种成因的天然气。另外，上述两种成因的气体有可能混合，或微生物对热解成因气再分解，形成所谓的混合成因气。
水合物的形成主要有三种模式——低温冰冻模式、原地细菌生成模式和孔隙流体运移模式。
低温冰冻模式：这种模式通常发生在陆地上的冻土地区，由地下已存在的天然气矿床或含有饱和天然气的水在上升过程中受到冰冻发生相变而堆积形成天然气水合物的方式。这种方式就像先在冰箱冷冻室放一瓶水，然后接通电源制冷，水自然会转变成冰。
原地细菌生成模式：该模式主要发生在海底高沉积速率(高有机炭沉积)和微生物高生产率的地区，在水合物稳定带内微生物分解出的烃类气体就近形成水合物。
孔隙流体运移模式：此模式主要发生在俯冲带和高沉积速率区，这些地区由于地壳构造压缩变形或有沉积物的侧向压实作用，导致沉积物中有大量流体排放，含有甲烷(可以是微生物成因，也可以是热解成因)的孔隙流体在向上运移，在水合物稳定带内形成水合物。
全球244个“可燃冰”样品的分析数据显示，绝大多数海底“可燃冰”中的天然气以微生物气型为主，混合气型次之，热解气型较少，其成矿模式主要为原地细菌生成模式和孔隙流体运移模式；陆域冻土区水合物以混合气型、热解气型为主，微生物气型极少，其成矿模式主要为低温冰冻模式。
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时间：2023-02-05 05:29
据报道，国土资源部中国地质调查局5月18日宣布，我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。
据了解目前人类已探明的可燃冰主要分布在海底和永久冻土带，要形成可燃冰必须满足三个基本条件：原材料、温度和压力。
据了解形成可燃冰需要满足以下几个条件：
首先，要有一定数量的天然气这一原材料。其次，必须是低温条件，可燃冰在0到10℃时生成，超过20℃就会分解，变得“烟消云散”。因此，无论是在海底还是陆域的永久冻土带都要满足这一条件。最后，必须要在高压条件下才能生成。在0℃时，需要30个大气压才可以生成可燃冰。
在原材料、温度、压力三者都具备的条件下，可燃冰晶体就生成了。除了海底，科学家在*的永久冻土带也发现了可燃冰。我国是世界上第一个在中高纬度高原冻土带钻获可燃冰实物样品的国家。
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时间：2023-02-05 07:37
天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）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）。
