可燃冰天然气水合物Flaming ice natural gas hydrate

1、“Flaming ice”: natural gas hydrate何为“可燃冰” ？自然界中的天然气水合物未来的接替能源吗？可能的工业应用包合物之一：气体水合物包合物之一：气体水合物水水水- - -水：氢键水：氢键水：氢键 (hydrogen bond)(hydrogen bond)(hydrogen bond) 水分子水分子水分子“笼子笼子笼子 (cavity) (cavity) (cavity)”气体分子：气体分子：气体分子：CHCHCH4 4 4, C, C, C2 2 2H H H4 4 4, C, C, C2 2 2H H H6 6 6, C, C, C3 3 3H H H8 8

2、8, , , NeNeNe, , , ArArAr, Kr, , Kr, , Kr, XeXeXe, , , N N N2 2 2, H, H, H2 2 2S, COS, COS, CO2 2 2, , , 外观为类冰晶体外观为类冰晶体外观为类冰晶体非化学计量的非化学计量的非化学计量的包合物包合物包合物 ( ( (clathrateclathrateclathrate) ) )气体水合物的类型气体水合物的类型晶体类型水分子数 晶穴种类 晶穴数 晶穴结构I型46小大2651251262II型136小大16851251264H型34小中大32151243566351268气体水合物的储气性质气体

3、水合物的储气性质储气能力：储气能力：储气能力： 160 160 160 atmatmatm钢瓶钢瓶钢瓶 110 kg 110 kg 110 kg甲烷甲烷甲烷/ / /mm m3 3 3水合物水合物水合物1 1 1 m m m3 3 3水合物水合物水合物0.8 0.8 0.8 m m m3 3 3水水水164 164 164 NmNmNm3 3 3天然气天然气天然气气体水合物的相平衡性质气体水合物的相平衡性质几个重要阶段几个重要阶段181018101810年年年 发现气体水合现象发现气体水合现象发现气体水合现象202020世纪世纪世纪303030年代年代年代 发现天然气水合物造成输气管线堵塞发现

4、天然气水合物造成输气管线堵塞发现天然气水合物造成输气管线堵塞202020世纪世纪世纪606060年代年代年代 发现天然气水合物矿藏发现天然气水合物矿藏发现天然气水合物矿藏Gas hydrate outcropGas hydrate outcropGas hydrate outcrop Gulf of Mexico Gulf of Mexico Gulf of Mexico我国的天然气水合物资源我国的天然气水合物资源初步证实可能存在天然气初步证实可能存在天然气初步证实可能存在天然气水合物的区域：水合物的区域：水合物的区域：南海西沙海槽、东沙陆坡、南海西沙海槽、东沙陆坡、南海西沙海槽、东沙陆坡、

5、台湾西南陆坡、南沙海槽、台湾西南陆坡、南沙海槽、台湾西南陆坡、南沙海槽、冲绳海槽等冲绳海槽等冲绳海槽等天然气水合物资源量天然气水合物资源量天然气水合物中的碳量天然气水合物中的碳量天然气水合物中的碳量 1 1 1 101010131313吨吨吨相当于已探明所有化石能源碳量总和的相当于已探明所有化石能源碳量总和的相当于已探明所有化石能源碳量总和的2 2 2倍倍倍Mallik2002Mallik2002目前最大的国际合作项目参与国：加拿大、日本、德国、美国、印度研究：天然气水合物性质天然气水合物的开采技术对全球气侯变化的影响大陆的稳定性可能的用途：天然气储运可能的用途：天然气储运NGH NGH NG

6、H productionproductionproductionCarriersCarriersCarriersRegasificationRegasificationRegasificationLNG NGHProduction0.510.3335%Carriers0.320.306%Regasification0.170.1324%Total1.000.7624%天然气储运的原理天然气储运的原理可能的用途：气体分离可能的用途：气体分离气体分离的原理气体分离的原理260.0265.0270.0275.0280.0285.00.000.200.400.600.801.00 x1 (y1)T, K气相水合物相3MPa4MPa5