能燃烧的冰
可燃冰——真的是可以燃烧的冰么？
可燃冰——真的是能够燃烧的冰么？前不久国土资源部中国地质调查局在中国南海宣布，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得了成功，这也意味着我国成为全球第一个实现在海域连续稳定开采可燃冰产气的国家，对我国的发展具有重大的历史意义。
可燃冰真的是冰吗？其实并不是，只不过是因为它有一个类似冰状形态的外观，又具有燃烧这种化学特性，才赋予了这样一个形象的名字，它的学名是天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gashydrate），又称气冰或者固体瓦斯，分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由主体分子（水）和客体分子（甲烷、乙烷等烃类气体，及氮气、二氧化碳等非烃类气体分子）在低温（-10℃~+28℃）、高压（1~9MPa）条件下，形成的类冰状结晶物质。
它通常贮存于水深大于100-250米（如两极地区）和大于400-650米（赤道地区）的海底沉积层内，因为在这里的压力和温度条件，能使天然气水合物处于稳定的固态。
水合物具有极强的储载气体能力，一个单位体积的天然气水合物可储载100~200倍于该体积的气体量。
因此可燃冰成分中甲烷（天然气的主要成分）的含量高达80%-99.9%。
那么神奇传说的可燃冰到底是怎样一种能源呢？由于燃烧后产生水和二氧化碳，可燃冰是一种很好的清洁能源，无其它的污染物质。
燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源，是目前世界公认的理想型替代能源。
除了燃烧更加清洁环保外，它燃烧产生的能量要比我们常见的煤炭、石油、天然气在同体积下多出数十倍。
所以无论从储存量、热量和环保角度考虑，可燃冰都可以说是人类未来要能源危机的一根“救命稻草”。
可燃冰实现稳定开采的意义是相当的大。
据世界能源会议统计，世界上已探明可采煤炭储量、探明可采石油储量、探明可采天然气储量均在百年后开采尽了。
也就是说如果在将来没有新能源的话，再过50-100年，地球上可用的化石燃料能源就将消耗殆尽。
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
常识判断七：可燃冰
常识判断八：可燃冰天然气水合物即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”、“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气水合物分布于深海或陆域永久冻土中，其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染远小于煤、石油等，且储量巨大，因此被国际公认为石油等的接替能源。
可燃冰不是冰，而是一种自然存在的微观结构为笼型的化合物。
可燃冰是其俗称，其外观结构看起来像冰，且遇火即可燃烧，因此，这种天然气水合物又被称为“固体瓦斯”或“气冰”。
理化性质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。
固体状的天然气水合物往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。
海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下1000米的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。
从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。
天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。
此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。
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；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。
组成结构天然气水合物是一种白色固体物质，有强大的燃烧力，主要由水分子和烃类气体分子（主要是甲烷）组成，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，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。
神奇的可燃冰-CAS
我的结构
结构 I 甲烷水合物 结构 II 丙烷异丁烷
结构 H 大分子碳氢化合物水合物
每个晶胞 由46个水 分子和8个 甲烷分子 组成
每个晶胞 由136个水 分子和24 个碳氢分 子组成
天然气水合物是这样构成的：由水分子搭成像笼子 一样的多面体格架，以甲烷为主的气体分子被包含在笼 子格架中。不同的温压条件，具有不同的多面体格架。
海底电视观测系统和电视抓斗取样器 重力取样器及其支撑支架结构
我是怎样被开发的
我的神通
在海底，天然气水合物是极其脆弱的，轻微的温度增加或压力释 放都有可能使它失稳而产生分解，从而影响海底沉积物的稳定性，甚 至导致海底滑坡。海底滑坡会对深海油气钻探、输油管道、海底电缆 等海底工程设施构成危害。 3、海水毒化
一旦海底天然气水合物因突发因素而失稳分解，大量的甲烷气体 将进入海水，结果是海水被还原，造成缺氧环境，进而引起海洋生物 大量死亡，甚至导致生物绝灭事件发生。地史上不排除这种可能性。 4、全球气候变化
天然气水合物因其能量密度高、资源量巨大、分布范围广、应用前景好等特点，被誉为继石油、天然气、煤 等传统能源之后最佳的新型替代能源和清洁能源。
我的危害
天然气水合物的生成和分解都有可能产生灾害： 1、油气管道堵塞
在高纬度永冻土带及极地地区，水合物的生成可以堵塞诸如油 井、油气管道等油气生产设施，从而构成灾害。 2、海底滑坡
天然气水合物的晶体结构有3 种,即Ⅰ型、 Ⅱ型 和H型,是由水分子组成的五角十二面体配合其他多面体 组合而成。绝大多数晶体为Ⅰ型。就结晶结构而言, 可 将天然气水合物看作冰的异形体或“压缩的天然气”。
可以燃烧的 “冰块” ——可燃冰
可燃冰的学名叫天然气水合物，小名有好几个，如固体瓦斯、笼形包合物，是一种固态结晶物质，多呈白色、淡黄色或暗褐色，像极了冰块，遇火便可燃烧。
它里面的天然气80%～90%的成分是甲烷，所以，有时小伙伴也把它叫作甲烷水合物。
可燃冰的形成离不开水和天然气。
其中天然气主要来自于海底。
海底的有机物沉淀，里面丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。
其次，得靠低温和高压。
水分子把天然气紧紧地包裹起来，和天然气在0℃~10℃结晶成可燃冰。
一旦气温超过20℃，可燃冰便会分解。
当温度为0℃时，只需30个大气压，可燃冰就能形成。
气压越大，它越不容易分解。
1778年，英国化学家普得斯特里着手研究形成可燃冰的温度和压强。
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，而是人们说的可燃冰。
1965年，科学家预言，可燃冰可能存在于海底的地表层中。
后来人们在北极的海底第一次发现了大量的可燃冰。
我们不可小瞧可燃冰，它具有储量丰富、污染小、能效高等特点，未来将替代石油和天然气。
储量丰富———初步估计，可燃冰的储量比地球上已知的石油储量多几百倍。
全球可燃冰的资源量约为2100万亿立方米，大概可供人类使用1000年。
污染小———可燃冰没有粉尘污染，没有毒气污染，也没有其他杂质污染，是非常干净的能源。
能效高———1立方米可燃冰可分解释放出164立方米甲烷。
这样的能量密度是常规天然气的2～5倍，是煤的10倍。
3%的可燃冰分布在极地、冻土带、内陆海和湖泊，97%分布在海洋。
海洋可燃冰主要集中在北半球。
我国可燃冰资源十分丰富，主要分布在南海海域和青藏高原冻土带。
南海海域预计有740多亿吨油当量的可燃冰。
形成的条件可燃冰是什么啥时被发现哪里最常见三大特点◆飞雁. All Rights Reserved.。
天然气水合物（可燃冰）
我国首次成功试开采可燃冰，这也标志着我国可燃冰的勘探工作进入了一个崭新的发展阶段，甚至有望改变全球能源供应格局。可燃冰是如此至关重要的战略能源，那么它到底长什么样？
顾名思义，“可燃冰”大概看起来像一种冰，那为何它又可以燃烧呢？
概述
基本概念
实验室合成的可燃冰和海底之下天然的可燃冰
2008年祁连山冻土区木里首次发现可燃冰
近年来我国在863计划、国家基金委支持的项目中开展了如采集技术、遥感技术、物理模拟和数值模拟技术、地震识别技术等一系列研究，对我国一些海域天然气水合物的资源量作了进一步预测，重要的进展之一是2012年“海洋六号”对南海区域的可燃冰的调查，项目包括储量、分布、深度、开采、纯度、对环境影响等10多个方面。2013年于珠江口盆地东部海域，科研人员首次勘探出具有储量大、种类多、杂质少、深度浅4个特点的高精度“可燃冰”。通过构筑23口钻探井，圈定了“可燃冰”分布面积55km2，划定储量相当于1000~1500亿m³天然气。探测表明，同中国陆上石油总量相比，可燃冰在南海北部储量
天然气水合物组成
天然气水合物属于包裹体化合物的一种特殊范畴，由天然的两种分子合成，客体被包围在主体之内，二者之间没有化学键相联接。按照晶体空腔的大小，可将气水合物的冰状结晶形式区分为两类单位晶格结构，见下图。
天然气水合物结构类型
形成条件
天然气水合物的形成要求压力随温度线性升高而呈对数增加，因此在大多数沉积盆地中，压力增加的幅度都远远无法满足这个条件。一般认为要形成气水合物，必须满足三个基本条件。第一温度不能太高，海底的温度为2~4℃，适合气水合物形成，而水合物在21-27℃的温度下都将分解；第二是压力足够大，在0℃时只要30个大气压就可形成气水合物，海深每增加10m，压力增大1个大气压，在海深大于300m或更深，气水合物就要稳定；第三要有充足气源，海底古生物尸体的沉积物，被细菌分解产生甲烷，或有通过地壳深部不断进入的天然气。
能源新秀可燃冰——小冰块大能量
能源新秀可燃冰——小冰块大能量在浩瀚的大西洋中，有一个百慕大三角。
在这个海域，自上个世纪以来，多次出现过船只和飞机神秘失踪的事件。
很多人把百慕大与UFO、金字塔、尼斯湖水怪等列为世界10大未解之谜，且关于百慕大之谜的猜测也是形形色色，有人说这是外星人，有的说这是黑洞……最近，科学家认为百慕大之谜可能与海底一种叫做可燃冰的东西相关，这种猜想更是将世人目光聚焦到了这些小小的“冰块”上。
一、可燃冰简介1.可燃冰的结构与性质可燃冰（CH4·8H2O）又称甲烷水合物，是一种冰状白色固态晶体，像石蜡遇热未融化前的样子，洁白而柔软。
水分子一般通过氢键合成多面体笼，笼中包含有客体的天然气分子。
这种笼型结构具有很强的浓缩（吸附）气体的水平，能够吸收甲烷、二氧化碳和硫化氢之类的小分子，还有的结构会形成更大的“洞穴”，足以容纳较大的碳氢化合物分子，这种结构及吸附水平致使可燃冰是其它非常规气源岩（如煤层）能量密度的10倍，是常规天然气能量密度的2～3倍。
据科学家估算，标准状况下，1立方米可燃冰中能储存多达16立方米的气态甲烷。
另外，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，并且SO2产生量比燃烧原油或煤低2个数量级。
科学家估计，海底蕴含的可燃冰储量可够人类使用100年以上。
所以，可燃冰被称为“21世纪能源”或“未来能源”。
2.可燃冰的形成与存有关于可燃冰的形成，按美国科学家的说法，它是海洋微生物和海底油气在海洋板块作用下的产物。
所以，占可燃冰总量2/3的海底可燃冰是由生活在海床下微生物构成的，那里没有氧气，一片黑暗，亿万年来，无以数计的微生物从不停歇地制造出甲烷。
另外，当海洋板块下沉时，海底油气随板块边缘喷涌而出，在接触到冰冷的海水时天然气与海水发生化学作用，日积月累，在高压低温的作用下就形成了浩瀚厚实的可燃冰，像地毯一样沉睡在海底。
所以，不难得出，可燃冰的形成需要具备三个基本条件：①温度不能太高，在0℃以上可形成，0～10℃为宜；②压力要够但不能太大，30个大气压以上即可形成；③地底要有气源。
可燃冰热值
可燃冰热值
可燃冰是一种可以直接燃烧的极端低温烃类物质，其热值可以达到现有燃料的五到六倍，因此可燃冰的热值具有重要的科学意义。
一、可燃冰的热值定义
可燃冰的热值就是指这种物质可以放出的热能，是指把单位重量的可燃冰完全燃烧时，所产生的热量。
二、可燃冰的热值研究
从可燃冰的热值研究来看，可燃冰的热值主要受其结构和组成的影响，可燃冰的热值与可燃冰中硫分、水分和烃含量有关，且随着这些含量的增加，可燃冰的热值会逐渐增大，反之，随着这些含量的减少，可燃冰的热值会逐渐减小。
可燃冰的热值一般被认为高达1000~3000大卡/克，这一热值高于现有燃料（200~500大卡/克）的五到六倍，因此可燃冰可以作为一种高能量燃料，用来发电、热力发电、汽车及发动机发动等。
三、可燃冰的热值利用
可燃冰拥有优秀的热值特性，在热能利用方面，可燃冰可以作为较高热量的替代燃料，可以给汽车发动机提供燃料，也可以用作电厂的燃料，提高电力发电效率，还可以用作发电源。
可燃冰作为热能替代燃料既可以大大节省能源，又可以缓解能源供需矛盾，同时可以减少空气污染，促进绿色发展。
四、可燃冰的热值研究前景
可燃冰的热值研究是资源利用、环境保护及能源管理等领域的一
个重要研究领域，未来的研究方向有：
1.研究可燃冰中细微成分及其热值的影响，以增加可燃冰的热值；
2.研究不同类型可燃冰的热值，以探索可燃冰的更多应用；
3.研究可燃冰及其他极低温烃类物质的质量分级，以提高热值利用率；
4.研究安全可靠的贮存、运输、利用可燃冰，以减少环境污染。
综上所述，可燃冰热值的研究不仅非常有意义而且发展前景广阔，是当代科学的一个重要研究领域。