Метангидрат. Метангидрат - топливо будущего. Метангидрат топливо будущего Проблема
 Скачать 20.95 Kb.
|
|
Метангидрат - топливо будущего Проблема: Запасы нефти и газа стремительно сокращаются с каждым днем, а их возобновление - слишком долгий процесс. Вместо традиционных видов топлива можно использовать метангидрат, запасы которого в 100 раз превышают запасы нефти. Актуальность: Одним из реальных аналогов топлива является метангидрат - который существенно может изменить условия жизни в нашей стране. А если оставить метангидрат на дне океана, то в дальнейшем он может привести к непоправимым последствиям. В связи с этим становится актуальным вопрос нахождения метода для добычи метангидрата в условиях Арктики. Цель: Найти перспективный и экологичный способ добычи метангидрата в условиях Арктики. Задачи: Изучить материал по теме исследования; Исследовать географическое положение залежей метангидрата; Изучить методы добычи; Сделать анализ методов. Новизна: Впервые изучены способы добычи метангидрата в условиях Арктики. Введение Метангидрат - это соединение метана с водой, который устойчив при маленьких температурах и больших давлениях, но легко возгорается, как только оно плавится в присутствии кислорода. Первую гипотезу о присутствиях залежей газовых гидратов высказали учёные в 40-е года. После этого первые места газовых гидратов были найдены в 70-х годах на севере. И с того момента газовые гидраты ценятся как очень хороший видэнергии и топлива. Идеальное условие для метангидрата наблюдается в пучине океана на глубине около 300 метров и при температуре -80°C. Если это состояние нарушается, то соединение разделяется на воду и газ. Метангидрат широко распространен в мире и в настоящее время его количество насчитывает более чем 10 трлн тонн. Если при этом поджечь гидрат, он будет гореть. Из-за этого его и называют «горящим льдом». При нормальном давлении из 1 кубического метра гидрата метана можно получить приблизительно 160 кубометров чистого природного газа. Максимальные месторождения метангидрата выявлены в районах многолетней мерзлоты и морских арктических регионах. Месторождения метангидрата Метангидрат - многообещающий вид топлива для замены нефти, также известно, что метангидрат находятся в огромных количествах. В природе они встречаются в дне океана и под многолетней мерзлотой, и поэтому доставать гидрат метана очень трудно доставать. Сложность заключается в то что, начиная с глубины сотни метров бурить скважины становиться все труднее, и после этого нужно ещё отделять метан из льда и после этого перенести его на поверхность. Сравнение с другими видами топлива
При сравнении с другими видами топлива мы выяснили, что метангидрат наиболее эффективен в промышленных масштабах. Потому что, имея немного кубометров метангидрата, из него можно получить более в сто раз больше метана. И благодаря этой способности из метангидртата можно получить во много раз больше энергии. Методы добычи Метангидраты находятся в твердой форме, что и делает их добычу трудной. Так как метангидрат находится в определенных условиях, то при нарушении одного из них он будет распадаться на компоненты, с учетом этих условий были придуманы метод для их добычи. 1. Разгерметизация: Эта технология была протестирована Японией в 2013. Когда испытывали этот способ, было добыто 13 тысяч кубических метров газа на месторождении Маллик за 5,5 дней. Суть метода состоит в искусственном снижении давления в пласте около скважины, которое достигается благодаря понижению давления в буровой скважине или благодаря сокращению давления на газовые гидраты воды или свободного газа после их частичной откачки. Когда давление в слое газа ниже, чем фазовое равновесие газогидрата, гидрат метана начинает распадаться на газ и воду, поглощая при этом тепловую энергию окружающей среды. Технология наиболее эффективна при расположении метангидрата вблизи пласта свободного газа. Когда снижают объем свободного газа мы получаем постоянное изменение равновесия между гидратом и газом, в результате чего гидрат метана продолжает выделять газ, который пополняет лежащую ниже полость 2. Нагревание: Технология нагревания происходят разными способами: 1. Нагревание с помощью впрыскивания теплоносителя. В основном в качестве теплоносителя используют воду. Эффективность данного способа нагревания возрастает при подведении горячей воды в замкнутом круге по особым трубам. При этом открытое введение воды или пара эффективно только в слоях толщиной более 15 метров. Иначе будет потери тепла. 2. Способ циркуляции горячей воды. Данный способ был применен при пробной добыче газа на канадском в 2002 году. Тогда в скважину глубиной 1100 м закачивали воду с температурой 80 °C. Когда вода достигала дна, его температура составляло 50 °C. В результате использования данного способа было получено 470 кубометров метана. 3. Способ разложения газовых гидратов с использованием пара (газа). Принцип данного способа строится на использовании прибора способного нагревать метангидрат газом. Метангидрат может нагреться непосредственно газом, или косвенно через теплопроводящий элемент. 4. Прямое нагревание с помощью электричества. При добыче метангидратов электроды вводятся в верхнюю и нижнюю части пласта и через пласт идет переменный ток. 3. Введение ингибитора: Суть этой технологии в том, чтобы нарушить фазовое равновесие метангидрата и снизить его температуру. Ингибитором могут послужить различные органические или соляные растворы. Опыты в лабораториях показали, что на распад гидрата метана влияют значения концентрации, объема, температуры, а также площадь проникновения вещества. Существует два вида этой технологии: 1. Горячий пересыщенный раствор попадает в скважину под давлением. При поглощении солей, вода метангидрата выделяет теплоту. 2. В зону выше уровня залежей метангидратов подают ингибитор, через аппарат который обеспечивает контакт с метангидратом. Далее происходит разложение гидрата метана. Жидкость перемещается в другой отсек аппарата, вместе с захваченными парами углеводородов в виде пузырей, которые впоследствии могут быть отделены от жидкости. Сравнение методов добычи.
Заключение Мы рассмотрели основные методы добычи гидрата метана и сделали выбор в пользу технологии разгерметизации, по сравнению с другими методами, способ снижения давления наиболее простой, можно добывать большое количество газа за короткий промежуток времени, а также он наименее затратный. |