62 天然氣水合物是什麽
天然氣水合物是沉睡在海底的新型燃料原料,目前備受矚目。日本首先在渥美半島近海地區進行試驗開采,是日本寄予厚望的海洋資源。
◎什麽是天然氣水合物
天然氣水合物是質地像冰沙一樣的白色物體,也被叫作可燃冰。點火後會發出淡藍色火焰並釋放出熱量,燃燒後生成二氧化碳和水。
天然氣水合物是城市用氣的主要成分甲烷(CH4)和水結合而成的化合物。水是不可思議的分子,氫帶正電荷H+,氧帶負電荷O-。因此水分子的H+離子和相鄰水分子的O-離子之間有靜電引力作用。
圖10-1 天然氣水合物
水的結晶冰體中存在數量龐大的水分子,水分子之間存在上述引力,在引力的作用下,形成了如圖10?2所示“鳥籠”狀的籠狀化合物。
圖10-2 天然氣水合物的分子構造
◎天然氣水合物的儲存分布
天然氣水合物的產生以及積累需要一定程度的低溫和壓力,滿足這些條件的地點通常位於海底數百米,也就是在大陸架的邊緣附近,正是日本所處地理位置的附近。天然氣水合物不隻分布在太平洋一側,有說法認為日本海沿岸存儲著品質更為優良的天然氣水合物,儲存量巨大,僅日本近海附近的儲量就可供開采100年,而問題在於如何開采出來。
天然氣水合物如果直接在爐子裏燃燒的話後果非常嚴重。1個甲烷分子燃燒後會生成2個水分子,此時的冷凝已經非常棘手了,天然氣水合物燃燒後會在此基礎上再生成15個水分子,這樣的話,家裏麵的濕氣幾乎可以遊泳了。
因此開采天然氣水合物時,需要在海底進行分解,隻開采天然氣部分。順利的話,還可以不分解天然氣水合物的籠狀結構,隻把甲烷部分取出來。
那剩餘的“鳥籠”該怎麽處理呢?可以把甲烷燃燒後生成的二氧化碳置換進去。這樣既開采了燃料,又處理了廢棄物,一舉兩得,目前相關研究正在進行中。