浅析可燃冰的研究现状与发展前景

科技信息

SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2011年第7期●

科

0引言

可燃冰又叫做“天然气水合物”也称作气体水合物（Natural Gas Hydrate ，简称Gas Hydrate ），是分布于深海沉积物中，它是由天然气与水在高压（大于100atm ，或大于10MPa ）和低温（0~10℃）条件下合成的一种固态类冰状结晶物质。天然气水合物是一种白色固体物质，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”或者“固体瓦斯”和“气冰”。因形成天然气水合物的主要气体为甲烷，所以可燃冰又称为固态甲烷。其在一定温度下熔化，可以生成甲烷和水；其资源量充足，据初步统计，可达全球已知化石燃料总和的2倍，占地球全部有机碳总量的1/2以上，可供人类使用1000年以上，能大大缓解全球能源危机。所以被认为是继石油之后的一种新型燃料，具有很高的研究价值。

1

可燃冰的发现与形成

1.1

可燃冰的发现

1778年，英国化学家普得斯特里（J.L.Proust,1754～1826）首次发现了可燃冰———沉睡多年的未来能源，但当时他的发现并未引起足够的重视；直到156年以后，人们发现油气管道和加工设备中存在冰状固体堵塞现象，自此对于可燃冰这一新能源在世界上产生了广泛的关注；于是，继天然气水合物矿藏被苏联于1965年首次在西西伯利亚发现之后，各国相继地发现了可燃冰的存在，并着手对它进行了深入的研究。自此，可燃冰的神秘面纱正被一步步地揭开。1.2可燃冰的形成条件

“可燃冰”这种固态物质是在低温、高压环境下水和天然气混合而成的，外表貌似冰雪；只有在温度（℃）、压力（Mpa ）、气源都具备的前提下，才会在海底、冻土带地层介质的间隙中生成天然气水合物晶体。综上所述，“可燃冰”的形成必须满足3个基本条件，缺一不可。研究表示可燃冰的形成条件首先温度不能太高；第二压力要足够大，0℃时压力在30atm 以上就可生成；第三，地底要有气源。因此，可燃冰受其性质、形成条件的种种限制，只会在诸如大陆、岛屿的斜坡地带等特殊的地理环境和地质构造单元内形成。

2可燃冰的研究现状

随着全球能源危机的日趋严峻，寻求新的接替能源已经成为全世界迫在眉睫的课题。丰富的可燃冰矿藏广泛分布于海底以下数百米的沉积层中；而在陆地上，它则存在于地表深处200m~2000m 之间。标准状态下，它会以164∶1的体积比分解为气体和水，能量密度高达常规天然气的2～5倍，比煤多9倍，并且所含杂质较少，燃烧后几乎不产生污染性物质，符合清洁能源的标准。也正是由于其埋藏浅、能量密度高、洁净等优点，它一直深深地吸引着各国科学家们的眼球。

从上世纪60年代起，前苏联就率先发起对于这种新型能源的研究调查，并最终在白令海、鄂霍茨克海等地发现了丰富的可燃冰矿藏；英国地调所科学家也于70年代初在美国东海岸大陆边缘地带无意中探测到了“似海底反射层”，又在1974年的深海岩芯钻探过程中获取了“可燃冰”样品（能够释放出大量甲烷），自此证实了“似海底反射”现象与天然气水合物有密切联系；1979年美国借助“DSDP ”（深海钻探计划）和“ODP ”（大洋钻探计划），通过长期主持和组织这项工作，最早地指出了可燃冰为未来的一大新型能源，并绘制出美洲大陆板块天然气水含物矿床位置图（英国、加拿大、挪威、日本和法国等也积极地参与了此项工作的研究）。到了1995年冬，以美国为首的探测队搭乘ODP64航次在位于大西洋西部的布莱克海台上进行了全面的天然气

水合物调查，通过一系列的深海钻孔，首次证明了“可燃冰”在地球海洋中的广泛分布，其商业开发的重要价值也初步展现，同时其矿层之下游离气的经济意义也被证实。自此，天然气水合物在1998年美国参议院通过的决议上作为国家未来发展的战略能源而被列入国家级长远规划；1995年日本JNOC （通产省资源能源厅石油公司）联合本国10家石油天然气大型私营企业制定了长达五年的“甲烷天然气水合物研究及开发推进”的初步计划，预计投资6400万美元；到了80年代后期，德国也在南沙海槽、苏拉威西海等地发现了与天然气水合物相关的地震标志，并最终成功提取了水合物样本……不仅这些发达国家对此极为重视，甚至一些发展中国家也在开展大量的工作：印度于1995年在本国科学和工业委员会的领导下制定了预计投资5600万美元的“全国天然气水合物研究计划”；新西兰在水深1-3Km 的北岛东岸近海处勘测到面积大于4×104k ㎡的BSR 分布区；巴基斯坦也在阿曼湾开展了关于水合物的调查并取得了初步进展……

3

可燃冰的发展前景分析

3.1

对环境带来的不利影响

虽然可燃冰在资源方面的优势显得非常突出，但事物都有两面性，它的开发与利用势必会给人类今后的生活带来一系列的不利影响。具体如下：

3.1.1可燃冰与全球温室效应之间有着密切的联系。据统计，CH 4的温室效应要比CO 2整整大21倍。虽然目前大气中的甲烷总量并不高，仅仅占到二氧化碳总量的5%，但甲烷对温室效应的“贡献”却高达15%。一旦可燃冰作为新型能源大量开采，则在开采过程中势必会向大气中排放大量的甲烷气体，这将进一步加剧全球的温室效应，同时极地、海水和地层的温度也将随之升高。久而久之，深埋在海底或地下的可燃冰会自动分解，大气的温室效应的加剧将形成恶性循环。

3.1.2海底可燃冰的不断分解将导致斜坡稳定性降低进而使得海底滑坡现象日趋严重。

3.1.3破坏海洋中的生态平衡。研究表明，在开采过程中向海洋排放的大量甲烷气会与海水发生化学反应，从而导致海水中氧气含量降低，一些喜氧生物群落将会面临物种灭绝的危险；另一方面，将会使海水中的二氧化碳含量增加，造成生物礁退化，进而破坏海洋生态平衡。3.2对环境有利作用

从上述分析来看，“可燃冰”的开发会对环境带来种种不利因素，但从另外一个角度来看，排向大气中的甲烷最终会对于稳定全球气候产生积极的作用。冰川时期开始时，由于全球变冷、冰盖扩大进而引起海平面下降，而海平面的下降又会导致对海底压力的下降，这样天然气水合物的离散和甲烷的释放增加了大气的温室效应，从而全球气候持续变冷得到了有效控制。因此，天然气水合物又成为了稳定全球温度的一个重要因素。

4结语

“可燃冰”的研究意义重大，但其开发有利有弊。总之，没有在它的利与弊之间找到一个平衡点、没有有效解决其开发对于全球环境带来的影响之前，大量开采、投入生活只能作为美好的设想。但我们有理由相信，随着常规能源的入不敷出和科学技术的不断发展，可燃冰作为未来社会庞大的能源储备在人类发展的进程中必将发挥重大作用。【参考文献】

［1］

高虹，张爱黎.新型能源技术与应用，2007，2（1）.（下转第345页）

浅析可燃冰的研究现状与发展前景

马小娟呼方涛王锦华

（陕西理工学院机械工程学院陕西汉中

723003）

【摘要】可燃冰是近些年来世界各国相继发现的一大新型能源，因其优越的燃烧性能和清洁燃烧产物，所以被称作“属于未来的能源”。本文首先阐述了可燃冰形成和发现过程，并分析总结目前国内外对可燃冰的研究现状，在此基础上分析了可燃冰的应用对环境产生的利与弊，说明对可燃冰的研究开发对未来能源储备具有重要意义。

【关键词】可燃冰；气水合物；利与弊

○资源管理○376

科技信息2011年第7期

SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION

（上接第376页）［2］褚同金.海洋能资源开发利用，2005.

［3］余志.海洋新能源多能互补与综合利用[J].新能源，1995,17（4）.

作者简介：马小娟（1990.3.13—），女，陕西扶风人，陕西理工学院机械工程学院学生，专业研究方向为热能与动力工程。

［责任编辑：曹明明］

入参数的需要。

2.4.2泥浆监视器

泥浆监视器提供了钻井、起下钻及其他泥浆敏感性钻机活动中有关重要钻井液参数的准确的、最新的资料。它在用于钻台的显示器中提供井场人员重要的循环系统值和相对报警点设置。当钻井情况或钻机操作改变时，可以容易地用构成其组成部分的键盘设置或修改报警点、报警确认、显示操作参数。同常规的泥浆装置相比，节省了空间，减少了钻机安装费用，不必使用复杂、昂贵的清洗设备。

2.4.3钻井监视系统

钻井监视系统提供了钻井、起下钻及其他钻井活动中有关重要的钻井及钻井液参数的准确信息。通过利用易读的大液晶显示器，提供井队人员重要的钻井和循环系统值及相对报警设置。该系统在钻井条件或钻机作业发生改变时，易于设置或修改报警点、报警确认、显示的操作参数。它监视钩载、钻压、立管压力、转速、扭矩、井深、总在用泥浆体积、泥浆增/减量三个泵的单个及总泵速、不同传感器输出类型（包括电压、电流、脉冲）的返回量。该钻井显示器的显示板不占空间，可易于连接到控制台或含有其他仪器或控制系统的板。其钻井监视系统特点是显示所有主要的钻井参数，操作接口简单，由司钻设置全音、视报警点，大液晶显示器，背后照明用于各种浏览条件。

2.4.4气体监视仪

气体监视仪作为全新的全气传感系统，使用最新的红外线技术，提供司钻可靠的可燃气体测量信息，它易于添加到数据采集装置中。气体信息对井控和正确识别生产层比较重要。气体监视仪能使司钻较快识别泥浆返回中的气显示。不象常规的催化气监视仪，该监视仪不需要校准，对污染物的污染不易受影响。可用于条件较恶劣的情况，该气体监视仪红外线装置在长时间使用中需要的维护最少，现场作业中温度稳定。

2.4.5游车控制器

游车控制器在整个移动范围中对游车位置和速度提供了完全闭合的回路控制，游车控制系统可持续监测调节游车位置、速度和加速。游车控制器的特点有：流畅、均衡地控制游车移动，可以改装到目前占大多数的涡流刹车装置，可限制游车位置、速度及加速，司钻可充分控制所有正常的升举/下降活动；装置的小型的多功能数据监视仪使用最新的活动矩阵液晶显示技术。整体背面照明在太阳落山时并不失去其明晰、高对比的视觉特点。

2.4.6数据监视仪

数据监视仪作为通讯网络上任何地方的一个节点，接收处理的信号数据。数据监视仪的特点是达到20个用户定义屏，可访问通讯网络上有的所有钻机数据；屏幕易于定制，以满足每个工作人员的需要；完美的功能应用，可以安装多组装置，以便泥浆监测、大型罐监测及节流控制；安装简单，只有两个电缆接头用于电源和网络接入；通过视听报警器警告工作人员异常情况；深度用于标准道。

除以上数据采集装置外，人们还开发出了陆地的先进钻井控制及数据采集装置，提高了安全性和对钻井过程的控制，从而提供实时钻井信息和控制。专用于陆地的先进钻井控制及数据采集装置可以监测和控制钻机的各项功能，可以独立安装，而且也可以构成连续油管系统的组成部分。其优点是减少资本支出成本，并且减少钻机上工作人员的数量；自动关闭压力起下钻及注入井载荷极限；自动起下钻，包括辨别节流限制和深度限制；钻机功能自动化，使操作手免于其他任务；记录所有作业资料以备以后分析；与第三方记录和作业监测软件相连；分配控制减少了各种软管和电缆；使气监测和其他安全系统一体化。

3先进工艺的应用

3.1利用先进的工艺开发化学产品

在油田开采中，为了解决遇到的各种棘手问题，人们利用先进的工艺开发出了一些技术先进的化学产品。现在化学产品已广泛应用在油田中，如用化学药剂控制钻井液等。目前，化学产品系列种类及应用如：用于破除油包水型乳化液，把水和主要沉淀物从油中分离出来的破乳剂；用于破除水包油型乳化液，把油从水中分离出来的反向破乳剂；净水剂；用于生产系统、注水系统以及气或气油生产系统连续投加的缓蚀剂，用于井下油层挤压处理、油管涂刷以及钻井泥浆系统的缓蚀剂，用于泵提升的油井、气/气凝聚油井、气提井的油井和管线的间歇处理的缓蚀剂；用于生产系统、注水系统、气提升系统的连续投加以及井下油层挤压处理的阻垢剂；石蜡抑制剂；表面活性剂；具有缓蚀、阻垢、破乳、防附、脱氧、起泡特性的多功能药剂；用以控制淡水、咸水、原油和凝聚油中的泡沫及水基钻井液的消泡剂；能有效地去除原油中的盐分和水分、快速破乳并能净化生产水的脱盐助剂；降低原油或凝聚油的凝固点使其保持良好的流动性的降凝剂；用于生产系统、注水系统、钻井泥浆系统的杀菌剂等等。

3.2油气井增产工艺

为了提高地层的渗透率，提高产油量，实施油气井压裂酸化施工过程中，人们不断开发新的压裂酸化材料。压裂酸化施工过程会用到支撑剂，常用的支撑剂如石英砂、陶粒、玻璃球等，目前支撑剂向包层方向发展，可满足不同目的的压裂要求[2]。现在人们采用先进的工艺开发出了树脂涂层支撑剂，该支撑剂的优点是增加了支撑剂的抗压强度，保持颗粒的完整性，减少或避免了支撑剂回流，减少支撑剂颗粒嵌入缝面，基质面光滑，圆度高，提高了基质的耐化学性。再如钻井中使用的自动化钻井司钻控制装置，通过使钻头切割平面同地层形成最佳接触，保持稳定的钻井状态，减少了钻头跳动，为钻头和井底钻具组合创造了更稳定的环境，从而提高了钻井生产率，如：增加钻速、减少钻头磨损及管的摩擦、减少方向改变、减少无计划性的作业活动等等。

4结语

为了不断提高油田的产量和效率，使产量最大化，经济效率最大化，减少石油生产成本，在以上技术基础上，油田开采正在朝着经济、高效的目标不断发展前进。值得一提的是在石油开采实践中，我们要注意根据自身油田的特点有选择性地运用新技术、新工艺和新设备。因为尽管有些技术、设备和工艺在实验室里或从理论上看非常有效，但在实际应用中，会受到诸多复杂因素的影响，如不同地区地质条件不同，油藏类型不同，所用的开采方法、技术工艺就有所不同。因此，不能盲目采纳、引进新技术、新工艺和新设备，需要经过现场的实验、检验和论证。如我油田为了提高油井产量和水井吸收能力，曾同外方合作，进行现场实验喷砂射孔工艺技术，中方选择实验区块、井号，负责施工业务，外方提供施工设计、喷砂射孔装置并利用其提供的设备射层。在现场实验前，外方需要了解我油田区块的地质、地球物理资料及其相关资料，以便制定施工计划。另外，在发展新技术、新设备和新工艺的同时，环保也是不能忽略的因素。

【参考文献】

［1］刘延平.国内外钻井与采油设备新技术.中国石化出版社，2005：246.

［2］张毅.采油工程技术新进展.中国石化出版社,2005：72.

作者简介:潘丽妹(1973—)，女，胜利石油管理局外事外经处。

［责任编辑：曹明明］

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○电力与能源○

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可燃冰的开发利用及前景(四千字)

可燃冰的开发利用及前景 方霄 车辆一班 222012322220045 引言 可燃冰学名天然气水合物,主要成分是甲烷, 又称气冰或固体瓦斯,是一种白色或浅灰色结晶。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，就会形成水合物。作为燃料能源,可燃冰清洁无污染,燃烧放热量大, 1立方米可燃冰可释放出160—180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰分布广储量大,可作为石油及天然气等的替代能源。可燃冰分子中,甲烷分子与水分子间通过范德瓦耳斯力形成稳定结构在点燃条件下甲烷分子被释放。它是甲烷和水在海底高压低温下形成的白色固体燃料，可以被直接点燃。 随着现代社会的飞速发展，石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。比如经常爆发战争的中东国家，大多是为了争夺石油资源战争不断。而可燃冰是二十一世纪公认的替代能源和清洁能源，开发利用潜力巨大。 由于石油和天然气逐渐枯竭，全世界对煤炭资源的需求量将提高30%。按今天的估测看，世界煤炭能源将在155年内全部枯竭。我国煤炭储量居世界第三位，中国煤的探明储量在2008年已接近16000亿吨。但如果以人均占有量来计算，却只接近于世界平均水平，相当于煤炭资源中等的国家。沙特阿拉伯阿美石油公司首席执行官阿卜杜拉·朱马表明，全球可开采原油储量约为５．７万亿桶，目前只开采了１万亿桶，不到总储量的１８％，以目前开采速度，全球的原油储量还可以开采100多年。目前世界已探明能源储量和可开采的年限，分别是石油

可燃冰的未来

可燃冰市场调研报告 摘要：通过了解可燃冰这个新能源，分析其发现历史和分布地区，提出可燃冰的开采方案，探讨可燃冰的商业用途，开发能源利用新技术，解决人们生活的能源需要，为未来的新能源带来希望，解决能源危机，促进人类的可持续发展。 关键词：天然气水合物，开采，甲烷，新型能源 可燃冰的概念: 可燃冰学名为天然水合物，因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称做“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。 1.定义 可燃冰，是天然气水合物 定义一：天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。 定义二：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。 2.形成过程 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） 3.成因分析 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、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。 4.分布 海底天然气水合物作为 21 世纪的重要后续能源，及其对人类生存环境及海底工程设施的灾害影响，正日益引起科学家们和世界各国政府的关注。本世纪六十年代开始的深海钻探计划 (DSDP) 和随后的大洋钻探计划 (ODP) 在世界各大洋与海域有计划地进行了大量的深海钻探和海洋地质地球物理勘查，在多处海底直接或间接地发现了天然气水合物。 世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等，东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等，印度洋的阿曼海湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，以及大陆内的黑海与里海等。 因此，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，

可燃冰的研究和发展

Central South University 应用化学研究方法论文 2013 年 12 月

可燃冰的研究与发展 【摘要】可燃冰是近些年来世界各国相继发现的一大新型能源。因其优越的燃烧性能和清洁燃烧产物，所以被称作“属于未来的能源”。现在阐述可燃冰形成过程并分析总结目前对可燃冰的研究现状、分析可燃冰的应用对环境产生的利与弊，及对可燃冰的研究开发对未来能源储备具有重要意义 【关键词】可燃冰；研究现状；发展前景 可燃冰 可燃冰又叫做“天然气水合物”也称作气体水合物(Natural GasHydrate，简称Gas Hydrate)，是分布于深海沉积物中，它是由天然气水在高压(大于l~atm，或大于10MPa)和低温(O—l0℃)条件下合成的一种固态类冰状结晶物质。天然气水合物是一种白色固体物质，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”或者“固体瓦斯”和“气冰”。因形成天然气水合物的主要气体为甲烷．所以可燃冰又称为固态甲烷。其在一定温度下熔化，可以生成甲烷和水：其资源量充足，据初步统计，可达全球已知化石燃料总和的2倍，占地球全部有机碳总量的1／2以上，可供人类使用1000年以上，能大大缓解全球能源危机。所以被认为是继石油之后的一种新型燃料，具有很高的研究价值。 可燃冰”这种固态物质是在低温、高压环境下水和天然气混合而成的，外表貌似冰雪；只有在温度(℃)、压力(Mpa)、气源都具备的前

提下，才会在海底、冻土带地层介质的间隙中生成天然气水合物晶体。所以“可燃冰”的形成必须满足3个基本条件，缺一不可。研究表示可燃冰的形成条件首先温度不能太高；第二压力要足够大．O℃时压力在30arm 以上就可生成；第三，地底要有气源。因此，可燃冰受其性质、形成条件的种种限制，只会在诸如大陆、岛屿的斜坡地带等特殊的地理环境和地质构造单元内形成。 可燃冰的热力学和动力学性质 目前，有关天然气水合物的热力学和动力学性质的研究虽然开展的较多，但是都不完善，学者们提出的计算模型也是众说纷纭，不能准确描述天然气水合物的储层特性，尤其是天然气水合物动力学研究还很不完善。天然气水合物在多孔介质中的热力学和动力学研究，主要集中在多孔介质的类型、润湿性和初始压力对水合物生成过程的影响。Makogon进行的多孔介质中气体水合物的相平衡研究结果表明，为了克服多孔介质中的表面张力以及水在介质表面吸附作用的影响，与气液体系相比，气体水合物在多孔介质中生成需要更低的温度或者更高的压力。Yousif和Bondarev在岩心及多种介质上对气体水合物生成及分解的研究中也得到了近似的结论。研究证明，天然气水合物的导热系数：(W／m·K)主要与其密度有关。斯托尔和布拉依安用探测法测量了丙烷和甲烷水合物的导热系数。斯托尔测得的丙烷和甲烷水合物导热系数值与切尔斯基在密度为680kg／m3时的测得值一致。随着压力的升高天然气水合物导热系数增加。目前，国内外有关气体水合物在多孔介质中的动力学研究还很有限。水合物动力学包括生成动力学与

(统编版)2020年中考化学试题分项版解析汇编第期专题7.2燃料的合理利用与开发含解析

专题7.2 燃料的合理利用与开发 一、选择题 1．【2017年甘肃省庆阳市】“珍惜资源，保护环境”是每位公民应尽的义务，下列相关做法错误的是（）A．我国稀土储量世界第一，可以任意开发利用 B．研发秸秆综合利用技术，避免因直接焚烧造成大气污染 C．利用二氧化碳捕捉技术，减少我国二氧化碳引起的“温室效应” D．改造城市排水管网，实现雨水和生活用水的分流与处理 【答案】A 2．下列属于化石燃料的是 A．天然气 B．沼气 C．木柴 D．_______ 【答案】A 【解析】三大化石燃料是煤、石油、天然气。故选A，填煤、石油等。 3．【2017年重庆市B】将适量乙醇（C2H5OH）完全溶解于汽油中可作为汽车燃料，简称乙醇汽油．下列有关说法不正确的是（） A．使用乙醇汽油可节省石油资源 B．静置后乙醇汽油会出现分层现象 C．一个乙醇分子由9个原子构成 D．乙醇中碳氢元素的质量比为4：1 【答案】B 【解析】A、乙醇可以通过粮食发酵制成，使用乙醇汽油能节约石油资源，正确；B、乙醇（C2H5OH）完全溶解于汽油中形成溶液，溶液具有均一性与稳定性，静置后乙醇汽油不会出现分层现象，错误；C、由乙醇的化学式可知，每个乙醇分子是由2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子，共9个原子构成的，正确； D、乙醇中碳氢元素的质量比为（12×2）：（1×6）=4：1，正确。故选B。 4．【2017年天津市】下列叙述中正确的是 A．化学反应过程中都会发生放热现象 B．在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量 C．化学反应伴随着能量变化 D．人类利用的能量都是通过化学反应获得的 【答案】C

5．【2017年山东省枣庄市】2017年5月18日，我国首次在南海神孤海域试采“可燃冰”(天然气水合物)成功。下列关于“可燃冰”说法正确的是 A．“可燃冰”外形像冰，是天然气冷却后得到的固体 B．“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源” C．通常状况下，天然气和水就能结合成 D．“可燃冰”储量巨大，属于可再生能源 【答案】B 【解析】A．“可燃冰”外形像冰，主要含有甲烷水合物，还含有少量的二氧化碳气体，错误；B．“可燃冰”燃烧后几乎不产生残渣和废气，被誉为“绿色能源”，正确；C．“可燃冰”不是天然气和水结合成的，错误；D．“可燃冰”储量巨大，属于不可再生能源，错误。故选B。 6．【2017年四川省广安市】第47个世界地球日，主题是“节约集约利用资源，倡导绿色简约生活”。下列做法不宜提倡的是（） A．少开私家车多采用公共交通工具出行 B．对废旧金属进行回收利用 C．经常使用一次性筷子，塑料袋等 D．开发和利用太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等，减少对化石能源的依赖 【答案】C 【解析】A．少开私家车多采用公共交通工具出行，可减少污染物的排放，有利于保护环境； B．对废旧金属进行回收利用，即能保护环境，又能节约资源；C．经常使用一次性筷子，会降低空气净化能力； 常塑料袋等，会导致白色污染；D．开发和利用太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等，减少对化石能源的依赖，能减少污染物的排放，节约能源。选C 7．【2017年山东省枣庄市】通过创建卫生城市活动，枣庄市空气状况有了明显改善，但测得目前空气的主要污染物仍是PM2.5，下列做法应该继续提倡的是

世界能源现状及分析

世界能源现状及分析——兼谈燃煤发电的发展与应用 化学化工学院20620151152180 安晓鸣 一言以蔽之，当前全世界的能源使用结构仍然是以石油、天然气和煤三大传统能源为主，辅之以核能、风能、生物质能等清洁能源，并大力开发新能源。 石油、天然气资源将在2050年前被罄尽的看法已被公认。 由于大量碳排放导致全球气温上升，破坏生态平衡的危机，用煤的简单和直接燃烧又受到限制。 核能发电因其碳零排放和生产成本低廉的特点，一度被认为是理想的未来能源，自问世以来一直呈增长趋势。但其安全性和经受自然灾害的能力，最近又受到人们质疑。日本福岛事件后，大批核电工程项目下马，核能发展陷入停滞。 太阳能的充分利用是一条好出路，但由于占地面积大、太阳能电池的昂贵、低效和高污染，这一可再生能源当前尚难以大量开发利用。 风力和潮汐发电亦属可再生能源，但亦受地域、节气和设备投资的限制。 利用生物燃料能源有利于减少碳排放，但和粮食生产、经济作物、其它动植物争土地和空间会受到相当程度限制。几年前因生物质能大跃进导致粮食作物产量减少，推高了世界粮价，甚至在非洲酿成饥荒。 而纵观众多新能源，甲烷水合物( methane hydrate) 又名可燃冰，在海洋大陆架深处和陆上永久冻土带有相当的蕴藏量，但目前开采利用在技术上尚有困难，大规模开发利用仍是遥遥无期。 近年来如火如荼的页岩气资源，亦存在燃烧热值低、开采难度大并附带高污染等等缺陷。 总之为使人类社会健康发展，生活质量能持续改善，在新能源开发和有效利用以及节约减排上还要作最大努力。 目前世界上大规模投入运行并网发电的发电方式主要有四种，火力发电、核能发电、水力发电及风力发电。 火力发电是传统火电厂采用的发电方式，也是目前世界上发电量最大的发电方式。火力发电一般以燃煤为能源进行燃烧发电。与其他能源相比，燃煤具有热值高、储量大、易运输等优点，一般认为世界上煤资源的储量尚能满足100 ～ 200 年的需求。但是燃煤会产生大量灰渣和CO2，含硫的煤会产生硫酸，形成酸雨，更不必说燃煤带来的碳排放问题。 截至目前，全世界核反应堆的发电量约占全球总发电量的近20%，在一些工业化国家中核电占50%以上。除极个别情况外，核电站有很好的运行记录，发电的可靠性高，在正常情况下，对环境友好，无有害气体排放。但与此同时，核能发电的运行维护成本高、核废料难以处理也是无法回避的问题，如何克服民众对核能的恐慌情绪则是绕不开的坎。 水电站集蓄水、节流、防洪、发电等诸多功能于一身，在条件适宜的地区有极大的应用潜力。但是水力发电的发电量完全取决于自然因素，有很大的波动性，这就造成了极大的资源错配与浪费。另外，水电站建设对自然环境和生物繁殖也有极大影响，像黄河小浪底这样的工程应当引起我们的警醒。 风力发电近年来方兴未艾，笔者家乡就设有国华电力的风力发电厂。风力发电的前期建设需要天量的固定投资，运行维护的人力成本也居高不下，而并网运行后的发电量却具有很大的波动性，可以说是一种清洁却不经济的发电方式。此外，风力发电机组需要占据广阔的土地，在选址上极为苛刻。

可燃冰的开发利用及前景(四千字)0001

可燃冰的开发利用及前景 方霄车辆一班222012322220045 引言可燃冰学名天然气水合物,主要成分是甲烷, 又称气冰或固体瓦斯,是一种白色或浅灰色结晶。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，就会形成水合物。作为燃料能源,可燃冰清洁无污染,燃烧放热量大, 1 立方米可燃冰可释放出160—180 立方米的天然气，其能量密度是煤的10 倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰分布广储量大,可作为石油及天然气等的替代能源。可燃冰分子中, 甲烷分子与水分子间通过范德瓦耳斯力形成稳定结构在点燃条件下甲烷分子被释放。它是甲烷和水在海底高压低温下形成的白色固体燃料，可以被直接点燃。 随着现代社会的飞速发展，石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050 年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。比如经常爆发战争的中东国家，大多是为了争夺石油资源战争不断。而可燃冰是二十一世纪公认的替代能源和清洁能源，开发利用潜力巨大。 由于石油和天然气逐渐枯竭，全世界对煤炭资源的需求量将提高30%。按今天的估测看，世界煤炭能源将在155年内全部枯竭。我国煤炭储量居世界第三位，中国煤的探明储量在2008 年已接近16000亿吨。但如果以人均占有量来计 算，却只接近于世界平均水平，相当于煤炭资源中等的国家。沙特阿拉伯阿美石油公司首席执行官阿卜杜拉?朱马表明，全球可开采原油储量约为5. 7万亿桶，目前只开采了1万亿桶，不到总储量的18%,以目前开采速度，全球的原油储量还可以开采100多年。目前世界已探明能源储量和可开采的年限，分别是石油储量10195亿桶，可供开采40 余年，高成本油田也只能开采240 年；煤炭埋藏量10316 亿吨，可开采230 年。200 多年后，煤、油将被开采殆尽！故而，我认为，

燃料及其利用知识点总结及经典习题(含答案)

燃料及其利用知识点总结及经典习题(含答案) 一、燃料及其利用选择题 1．环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法不正确的是( ) A．二氧化硫的产生主要原因是煤的大量燃烧 B．海底埋藏着大量的可燃冰，它不可能成为未来的新能源 C．氢气极易燃烧，燃烧的产物是水，被认为是最清洁的燃料 D．化石燃料面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能等 【答案】B 【解析】 【详解】 A、煤燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮，正确； B、可燃冰燃烧生成二氧化碳和水，海底埋藏着大量的可燃冰，它可能成为未来的新能源，错误； C、由于氢气燃烧放出的热量多，燃烧产物是水不污染环境，制取氢气的原料丰富，可以用水来制取，所以被认为是最清洁的燃料，正确； D、化石燃料属于不可再生能源，面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能，正确。故选B。 2．下列实验现象描述与事实不符合的是 A．红磷在空气中燃烧产生大量白烟 B．镁与稀盐酸反应产生气体，放出热量 C．木炭在氧气中燃烧，发出白光，有黑色固体生成 D．电解水时，与正极、负极相连的电极产生的气体体积比约为1∶2 【答案】C 【解析】A、红磷在空气中燃烧产生大量白烟，实验现象描述与事实符合，故A正确； B、镁与稀盐酸反应产生气体，放出大量热，实验现象描述与事实符合，故B正确； C、木炭在氧气中燃烧，发出白光，“有黑色固体生成”，实验现象描述不与事实符合，应为“有无色气体生成”，故C错误； D、打开盛有浓盐酸的试剂瓶盖，瓶口出现白雾，说法正确，实验现象描述与事实符合，故D正确． 故选C． 3．下列关于CO和CO2说法正确的是 A．CO2能与血液中血红蛋白结合导致中毒B．CO可以作燃料 C．用闻气味的方法能够区别CO2和CO D．CO能用于人工降雨 【答案】B 【解析】 试题分析：A．是CO能与血液中血红蛋白结合导致中毒；B．CO具有可燃性；C． CO2和CO均是无色无味的气体D．经过压缩的固体CO2能升华吸热，使环境温度降低，可用于人

关于可燃冰的开发利用及前景(四千字)

可燃冰的开发利用及前景 引言 可燃冰学名天然气水合物,主要成分是甲烷, 又称气冰或固体瓦斯,是一种白色或浅灰色结晶。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，就会形成水合物。作为燃料能源,可燃冰清洁无污染,燃烧放热量大, 1立方米可燃冰可释放出160—180立方米的天然气，其能量密度是煤的10倍，而且燃烧后不产生任何残渣和废气。可燃冰分布广储量大,可作为石油及天然气等的替代能源。可燃冰分子中,甲烷分子与水分子间通过范德瓦耳斯力形成稳定结构在点燃条件下甲烷分子被释放。它是甲烷和水在海底高压低温下形成的白色固体燃料，可以被直接点燃。 随着现代社会的飞速发展，石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。比如经常爆发战争的中东国家，大多是为了争夺石油资源战争不断。而可燃冰是二十一世纪公认的替代能源和清洁能源，开发利用潜力巨大。 由于石油和天然气逐渐枯竭，全世界对煤炭资源的需求量将提高30%。按今天的估测看，世界煤炭能源将在155年内全部枯竭。我国煤炭储量居世界第三位，中国煤的探明储量在2008年已接近16000亿吨。但如果以人均占有量来计算，却只接近于世界平均水平，相当于煤炭资源中等的国家。沙特阿拉伯阿美石油公司首席执行官阿卜杜拉·朱马表明，全球可开采原油储量约为５．７万亿桶，目前只开采了１万亿桶，不到总储量的１８％，以目前开采速度，全球的原油储量还可以开采100多年。目前世界已探明能源储量和可开采的年限，分别是石油储量10195亿桶，可供开采40余年，高成本油田也只能开采240年；煤炭埋藏量10316亿吨，可开采230年。200多年后，煤、油将被开采殆尽！故而，我认

可燃冰开发简介

可燃冰简介与开发前景 摘要 随着能源日渐短缺，新能源的开发和利用已经被许多国家放到了发展的战略位置。可燃冰自20世纪70年代在海洋深处和冻土地带被发现后，就因其污染小、储量大等优点而受到高度重视。但是，若可燃冰的开采不慎，极易导致其矿产受到破坏，甲烷气体的大量泄露并进入大气。在导致温室效应方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大10-20倍，由此可见，可燃冰也是一种带有危险性的能源。因此，在对其开发利用之前做好充分的研究十分重要。 目前，对可燃冰的研究已经取得一定的进展，它的多种结构已经被X-Ray、Raman、NMR等实验验证，对可燃冰形成的温度、压力亦作了大量的研究工作，在理论方面也展开了一定的研究。 关键词：可燃冰能源危机海底开发

ＡＢＳＴＲＡＣＴ Since the shortage of energy sources has became more and more obvious, many countries treat the exploration and utilization of new energy as the most important strategy of their development. Thus ,methane hydrates, found in deep oceans and permafrost regions in the 1970s, have received unprecedented attention because of their special advantages, such as less pollution and lager reserves. However,methane is also one of the greenhouse gases, which brings about 10 to 20 times greater influence than that of carbon dioxide. If we explore methane hydrates carelessly, it is likely to destroy the mines and cause methane leakage, producing severe greenhouse effect. This trait makes methane hydrate a dangerous energy source. Therefore, it is necessary to do a fully research before exploiting. At present, we have achieved some progress in the research of the structures have been confirmed by experiments such as X-Ray、Raman and NMR.Also, researches are made on methane hydrates about the forming conditions such as temperature. Keywords : Methane hydrates Energy crises Ocean development

中考化学知识点专题训练八燃料及其利用(附答案)

中考化学知识点专题训练八燃料及其利用（附答案）中考化学知识点专题训练八燃料及其利用（附答案） 聚焦中考化学知识点专题训练——专题八：燃料及其利用 考点一：燃烧 1．一场大火往往由一个小小的烟头引起，烟头在火灾发生中所起的作用是（）A．提供可燃物B．提供氧气 C．使可燃物的温度达到着火点D．降低可燃物的着火点 2．鉴别H2、CO和CH4常采用的方法是（）

C．根据燃烧时火焰D．根据能否发生爆炸 3．燃烧煤排出的二氧化硫进入大气后，会导致的环境问题是（） A．温室效应B．白色污染C．酸雨D．臭氧层破坏 4．下列是火柴头中含有的四种物质，火柴被点燃时，能闻到一股气体的刺激性气味，已知这种气体会污染空气，形成酸雨。火柴点燃时生成这种有害气体的物质是（） A．二氧化锰B．氯酸钾C．红磷D．硫 5．我们的现代生活离不开化学，请用化学知识回答以下问题： ⑴多步行，骑单车出行，能有效减少CO2、SO2、CO等气体的排放，这些气体中能引起温室效应的是，会造成酸雨的是。

⑵我国成功发射的“神舟十号’飞船，将全面完成载人航天工程相应阶段的各项工作。液氢液氧是运载火箭的推进剂，其中氧气的作用是。使用的太阳能电池从太阳能最终转化为__ _能。 ⑶在日常生活使用燃气的过程中，有时燃气灶的火焰呈现黄色或橙色，锅底出现黑色。此时，可将灶具的进风口调大，这样做的目的是__________________________________。 考点二：灭火原理 1．燃烧是生活中的一种常见现象。下列有关燃烧或灭火的说法错误的是（） A．钠可在氯气中燃烧，说明燃烧不一定要有氧气参与 B．碳、硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈

中国可燃冰开发现状及应用前景【共3页】

中国可燃冰开发现状及应用前景 中国可燃冰开发现状及应用前景可燃冰学名为天然气水合物，是水和天然气在0摄氏度和30个大气压作用下形成的一种固态物质，外貌极像冰雪，遇火即可燃烧，故称可燃冰，主要成分为甲烷，具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点，主要分布于海底和陆上的永久冻土层内，是公认的地球上尚未开发的新型能源。 中国海域可燃冰勘探获重大突破2004年6月2日，26名中德科学家开始了对南海为期42天的综合地质考察，通过海底电视观测和海底监测取样，首次发现了430平方公里的巨型碳酸盐岩。中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永祥称，探测证据表明，仅南海北部的可燃冰储量约为我国陆上石油总量的一半左右。此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里，其资源估算达 4、1万亿立方米。 xx年5月，由广州海洋地质调查局组织实施，委托辉固国际集团公司Bavenit号钻探船承担我国首个天然气水合物钻探，在南海北部神狐海域，历时52天，完成先导孔钻探8个、取芯孔钻探5个。其中，3个孔发现并获得天然气水合物实物样品。科研人员综合分析后，在140平方公里的钻探目标区内，圈定出11个可

燃冰矿体，含矿区总面积约22平方公里，预测储量约194亿立方米。 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。中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组，根据天然气水合物形成和存在的必备条件，在东海找出了可燃冰存在温度和压力范围，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，对资源做了初步评估，得出“蕴藏量很可观”的结论。 中国冻土带可燃冰勘探成果丰硕2004年11月，中国煤炭总局青海煤炭地质105队在青海省天峻县木里镇海拔4026米处进行煤炭勘查时，钻孔内涌出不明气体，点火即可燃烧，由于气量很大，影响钻探施工，迫使这个钻孔未见到可采煤层而报废。xx 年，该队地质人员与中国地质科学院勘探技术研究所、中国科学院矿产资源研究所的权威专家进行了交流、探讨，一致认为，该地区可能存在可燃冰。 xx年，青海煤炭地质105队与中国地质科学院资源所、勘探所共同合作，开展“青海高原冻土带天然气水合物调查评价”项目，11月5日，首次发现含天然气水合物实物样品，样品具有天然气水合物所具有的独特标志，这一成果得到国内外专家的学术认定。xx年，国土资源部又部署了一批钻探试验井，6月再次钻获天然气水合物样品。该实物样品位于祁连山南缘永久冻土层之

可燃冰调研报告

调研报告 关于可燃冰的调研报告 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。 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。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。

海底可燃冰的形成与开发应用前景1

海底可燃冰的形成 －－周健学号１２１２７９０６４引言： 能源是现代工业社会基础。如果把当今世界比作一个有机体，那么能源就是这个有机体身上流动的血液，没有它，整个社会机器就会停止运转。然而当今世界的赖以生存的化石燃料，即煤、石油和天然气，都是不可再生资源，按照现今人类的开采速度，在未来几十年到百年内，都会相继开采完。人类急需新的替代品。可燃冰因其巨大的储量，成为解决未来能源问题的希望之一。本文主要介绍可燃冰的形成、分布情况、储量和应用前景。 一．可燃冰的形成。 1.什么是可燃冰。 可燃冰是天然气水和物的俗称。它主要由烃类分子（主要是甲烷）和水分子组成，所以又叫甲烷水合物。其分子结构式可用mCH4.n8H2O来表示.纯净的天然气水合物外观呈白色，一般情况下为灰白色，形状像雪，可以像固体酒精那样被点燃，因而被形象的称为“可燃冰”。 2.可燃冰的分布和储量。 全球天然气水合物的特点是受地理格局的控制。其主要存在于世界范围内的沟盆体系、边缘海盆陆缘、陆坡体系、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，扩张盆地和北极地区的永久冻土区也有它的踪影。据勘测，大西洋的85%，印度洋的96%和太平洋的95%的地区中也含有天然气水合物。它主要分布于海平面下200—600的深度内。 据潜在气体联合会（PGC，1981）的估计，永久性冻土区的天然气水合物资源量为 1.4×1013～3.4×1016m3，加上海洋天然气水合物在内的资源总量为7.6×1018m3。但是由于天然气水合物具有非渗透性，可以作为其下层的游离天

然气的封盖层。因而，如果加上天然汽水合物下层的游离气体量其总量估计还可能会大些。如果这些预计属实的话，天然气水合物将成为未来的重要能源。至2011年，世界上已发现的天然气水合物分布区多达116处，其矿层之厚、规模之大，是常规天然气田无法比拟的。科学家估计，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。（1） 4.可燃冰的海底生成。 形成可燃冰的三个基本条件是温度、压力和原材料。首先，生成可燃冰需要低温，其一般在0—10℃时生成，如果超过20℃将会分解。深海的海底温度一般保持在2—4℃左右，满足其需要；其次是高压条件，在0℃时，可燃冰只需30个大气压即可生成。在深海中，30个大气压很容易保证。而且气压越大，水合物就越不容易分解。最后是充足的气源。海底的有机物沉淀中的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，只要温度、压力、气源三者都具备，在介质的空隙间中就会有可燃冰生成。 下面是具体介绍：可燃冰有两种不同种类的海洋存量。其中超过99%的都是甲烷包覆于结构一型的包合物，其一般在沉淀物的深处发现。在这种结构下，甲烷中的碳同位素较轻（δ13C < -60‰），由此可知其是微生物对co2的氧化还原作用释放出。这类位于深处矿床的包合物，一般认为是在微生物产生的甲烷环境中原处形成的，理由是这些包合物与其四周溶解的甲烷的δ13C值相似。这一类包合物的矿床坐落于深度大约300-500m厚的沉积物中（GasHydrate Stability Zone）。而在这一区域之下，甲烷以溶解型态存在，且其浓度随着距沉积物表层的距离增大而逐渐递减。而在这之上，甲烷以气态存在。 接近沉积物的表层发现了第二种结构，在这种结构中取得的某些样本具有较高比例的碳氢化合物长链。而相对于结构一型，其甲烷的碳同位素则较重，其δ13C一般为-29‰至-57 ‰，由此可推断其是由沉积物深处的有机物质经过热分解后形成甲烷而往上迁移生成。另外，在某些矿床中含有有介于微生物生成和热生成类型的特性，应该是两种混合的型态。 天然气水合物中的甲烷主要是细菌在缺氧环境下对有机物质的分解形成。在沉积物中，最上方的几厘米内的有机物质会被好氧细菌所分解产生CO2并释放进水团中。硫酸盐在此区域的好氧细菌活动中会被转变成硫化物。如果沉淀率低

21世纪新能源-可燃冰

《能源与环境》 课程报告 题目：21世纪新能源-可燃冰学号：201148250107203 姓名：胡兆鑫 提交日期：2012-06-01

21世纪新能源-可燃冰 摘要：可燃冰又称天然气水合物，在低温、高压条件下形成，是近些年来世界各国相继发现的一大新型能源，因其优越的燃烧性能和清洁燃烧产物，有可能成为21世纪的新能源。目前多个国家已进行了研究、勘探和试开发。我国也将其纳入重大项目，并已获得样品。本文阐述了可燃冰形成和发现过程，并分析总结目前国内外对可燃冰的研究现状，在此基础上分析了可燃冰的应用对环境产生的利与弊，说明对可燃冰的研究开发对未来能源储备具有重要意义。 关键词：可燃冰；天然气水合物；研究开发现状；开发前景 0 引言 在煤炭、石油、天然气等传统能源储量有限的情况下，世界各国的科学家正努力寻找清洁高效的新型能源，以取代日益枯竭的传统能源。此时，一种俗称“可燃冰”的“冰块”，正以其独特的优势，进入科学家的视野，并有可能一举成为21世纪的新能源。 可燃冰又叫做“天然气水合物”也称作气体水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate），是分布于深海沉积物中，它是由天然气与水在高压（大于100atm，或大于10MPa）和低温（0~10℃）条件下合成的一种固态类冰状结晶物质，因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“固体瓦斯”或者“气冰”。因形成天然气水合物的主要气体为甲烷，所以可燃冰又称为固态甲烷[1]。可燃冰具有很强的浓缩(吸附)气体的能力,是其他非常规气源岩（如煤层、黑色页岩）能量密度的10倍,是常规天然气能量密度的2~5倍。可燃冰的燃烧值高，清洁无污染，燃烧后几乎不产生任何废弃物，SO2产生量比燃烧原油或煤低两个数量级。可燃冰是近20年来在海洋和冻土带发现的新型洁净优质能源，已引起了各国政府和能源专家的广泛关注[2,3]。 1 可燃冰的发现与形成条件 1.1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。19世纪70年代，美国地质工作者在海洋中钻探时，发现了一种看上去像普通干冰的东西，当它从海底被捞上来后，那些“冰”很快就成为冒着气泡的泥水，而那些气泡却意外地被点着了，这些气泡就是甲烷。据研究测试，这些像干冰一样的灰白色物质，是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态混合物。1934年，前苏联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，自此对于可燃冰这一新能源在世界上产生了广泛的关注；于是，继天然气水合物矿藏被苏联于1965年首次在西西伯利亚发现之后，各国相继地发现了可燃冰的存在，并着手对它进行了深入的研究。自此，可燃冰的神秘面纱正被一步步地揭开[1]。 1.2可燃冰的形成条件 “可燃冰”的形成有3个基本条件：首先，温度不能太高，零度以上，0~10℃为宜，最高限是20 ℃左右，再高就会分解。第二，压力要够，但也不能太大，零度时，30 个标准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。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300~500m 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[3]。 2 可燃冰的分布 目前，世界上已探明的“可燃冰”总资源量巨大，共有79个国家和地区已经发现了天然气水合物气藏。据保守估算，世界上天然气水合物所含天然气的总资源量约为1.8亿亿至2.1亿亿立方米，其有机碳含量相当于全世界已探明煤碳、石油和天然气等能源总碳量的两

燃料及其利用单元测试题(含答案)

燃料及其利用单元测试题(含答案) 一、燃料及其利用选择题 1．环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法不正确的是( ) A．二氧化硫的产生主要原因是煤的大量燃烧 B．海底埋藏着大量的可燃冰，它不可能成为未来的新能源 C．氢气极易燃烧，燃烧的产物是水，被认为是最清洁的燃料 D．化石燃料面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能等 【答案】B 【解析】 【详解】 A、煤燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮，正确； B、可燃冰燃烧生成二氧化碳和水，海底埋藏着大量的可燃冰，它可能成为未来的新能源，错误； C、由于氢气燃烧放出的热量多，燃烧产物是水不污染环境，制取氢气的原料丰富，可以用水来制取，所以被认为是最清洁的燃料，正确； D、化石燃料属于不可再生能源，面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能，正确。故选B。 2．某同学利用下图所示装置探究燃烧的条件(热水温度远高于白磷着火点)。下列说法错误的是 A．图①烧杯中水的温度应与②中相同 B．图②中白磷燃烧，产生大量白烟 C．①和③对比可以得出燃烧条件之一是“可燃物必须与氧气接触” D．②和③对比可以得出燃烧条件之一是“可燃物的温度必须达到着火点” 【答案】C 【解析】 A、本实验中②为对照组，①②要形成对照，所以①烧杯中水的温度应与②中相同，缺少了可燃物燃烧需要的氧气，不能燃烧，故正确； B、②中白磷在热水中，试管内有氧气，既有氧气的参与，也达到了着火点，会燃烧，产生大量白烟，故正确； C、①中水为热水，但无氧气，不能燃烧，③中白磷有氧气，但冷水温度低，达不到着火点，不能燃烧，①和③对比不能得出燃烧的条件，故错误； D、②中白磷在热水中，试管内有氧气，既有氧气的参与，也达到了着火点，会燃烧；③中白磷有氧气，但冷水温度低，达不到着火点，不能燃烧，故②和③对比可以得出燃烧的

浅析可燃冰的国内开发现状与发展前景

102生态环境 可燃冰又称天然气水合物，它分布在深海沉积物和陆地上的永久性冻土中，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。因为它的外形看上去很像冰，且遇到火焰可以燃烧，因此被称为可燃冰。可燃冰作为重要的清洁能源，现已引起了许多国家的注意。美国、日本、加拿大、俄罗斯、中国等国家都投入了大量人才与资金对其进行研究。我们期待着有一天真的能将可燃冰大量开采并投入商业化使用，由此来缓解能源短缺带给我们的压力。 1.我国可燃冰研究现状 从上世纪80年代起，我国就开始了对可燃冰的研究。自2002年开始，地质调查局对我国冻土区进行了地质勘查，发现我国冻土区存在着大量的可燃冰；2007年5月1日凌晨，我国在南海北部首次采样成功，证明了我国南海北部有着大量的可燃冰资源，说明了我国对于可燃冰的研究突破到了一个新的阶段，与世界顶尖水平已经相差无几；2009年9月，我国在青藏高原地区发现了可燃冰，大约十年之后便能投入到生产生活中，粗略估计它的价值相当于350亿吨石油；2013年12月17日，我国在广东珠江口盆地东海海域得到了相当于1000~1500亿立方米天然气的高纯度可燃冰样品；2017年5月18日，我国首次在南海地区试采可燃冰成功并实现了长达八天以上的连续稳定产气，这一重要成果震惊了全世界，标志着我国成为了世界上第一个可以在海域中连续稳定地开采可燃冰的国家。可燃冰的开采成功为我国清洁能源的宝库打开了一扇重要的门扉，缓解了我国资源短缺的现状。 2.可燃冰开采方法 2.1热解法。热解法就是直接对可燃冰进行加热，使可燃冰受热分解为水和天然气。这种方法经历了电磁加热与微波加热，实现了循环注热，并且原理简单，作用快，但是热解法效率低，只能用来局部加热，而且产生的天然气不易收集，铺设管道花费代价也很高。 2.2置换法。这种方法是把化学试剂诸如盐水甲醇、乙二醇、乙醇等注入到可燃冰的水合物储层中去。破坏可燃冰的稳定状态，使其温度下降，开始分解。但是这种方法成本比较高，作用缓慢，目前应用较少。 2.3降压法。降压法通过降低压力使可燃冰的平衡曲线稳定移动，最终达到分解可燃冰的目的。降压法开采成本不高，适合于大面积开采，是目前所有方法中最具有可实施性的。 3.可燃冰的发展前景 3.1可燃冰的积极作用。在现今能源匮乏的条件下，许多国家都出现了能源危机，虽说现在都在提倡使用新能源，但是其开发和利用技术都不是很完善，煤、石油等常规能源依旧处于主导地位。可燃冰作为本世纪最重要的清洁能源，它的出现让我们人类重新看到了希望，可燃冰开发前景十分广阔，它主要拥有以下两个优点： 第一，可燃冰总量多，且分布广泛、埋藏较浅。目前已在100多个国家发现了可燃冰的存在，覆盖了30%的陆地和90%的海洋，且分布均匀，不像石油煤炭等常规能源那样分布集中，避免了能源垄断。可燃冰储量十分庞大，据不完全统计，目前海洋中所储存的可燃冰中甲烷的含量约为2万亿立方米，如果全部开采并储存下来，大概可供全球所有人再用1000年，这样就为之后新能源的开发利用提供了充裕的过渡时间，保证了能源的可持续性。 第二，清洁高效，能量密度大。可燃冰体积虽小，却蕴含着很大的能量。 1立方米可燃冰就相当于160立方米的天然气。由此可以看出，可燃冰具有极高的热值。另外，可燃冰燃烧后生成的产物只有水和少量的二氧化碳，与传统能源相比，它造成的环境污染可以忽略不计。因此无论是从能源的分布范围和储量考 浅析可燃冰的国内开发现状与发展前景 刘少鹏 陶　磊 苗建杰 孙　旭 赵聪聪 （河北农业大学，河北　保定　071000） 摘　要：当今社会人们使用的能源主要还是煤和石油，但是这种常规能源不但数量有限，而且使用起来严重破坏了自然环境。可燃冰作为当下新型的清洁能源，其发展前景十分广阔。本文对我国可燃冰的开采现状和发展前景做了简单的分析。 关键词：清洁能源；可燃冰；能源开采 文章编号：ISSN2096-0743/2019-07-0102 ·102·