費的誘惑下把舊河煤礦作為一個試點,研究吸附性瓦斯的處理辦法。同時包飛揚還訂閱了國際科技期刊,時刻追蹤著國際煤炭行業瓦斯治理的最新發現。
大約在兩個月之前,包飛揚在國際能源雜誌上發現一片島國專家寫的文章,題目是《論甲烷水合物在煤層中生成的機理》。
甲烷水合物,對於現在這個年代絕大多數人來說還是一個非常陌生的詞彙,但是對包飛揚來說,卻是一個熟悉的耳朵幾乎能聽出繭的詞彙,這個詞彙在十幾年後可是相當熱門相當流行的一個現代科技詞彙,是一種被科學界和能源界寄予厚望的在將來某一個時間節點可以代替石油和煤炭的新能源。
在後世,甲烷水合物又被稱為“可燃冰”,是甲烷氣體和水分子形成的籠狀結晶,將二者分離,就能獲得普通的天然氣。這種外面看起來像冰一樣的物質是在高壓低溫條件下形成的,也就是說,它通常存在於大陸架海底地層以及地球兩極的永久凍結帶。
甲烷水合物是一種可以作為新能源的新型燃料,自然也引起了包飛揚的關注,雖然他上一世的時候並不涉足能源行業,但是他還是和甲烷水合物有過接觸。那是在粵東省特區舉行的粵交會上,包飛揚無意中遇到一位島國企業老闆,他透漏出甲烷水合物這方面的資訊,甚至還帶樣品過來。島國四面環海,屬於二戰戰敗國,又是地少人稀,由於國力限制,他們只能在本土開發資源,島國人腹黑,不想把有限的資源在短時間開採殆盡,所以利慾薰心的島國人在這方面的開發比華夏要先邁出幾步。只是即使到後科技比現在還發達的多的十幾年後的那個年代,也並沒有很好的解決好甲烷水合物的開發和利用問題,所以世人雖然都聽過甲烷水合物這個名詞,也大都知道這是一種新型能源原料,但是也僅限於此,實質上對甲烷水合物並沒有什麼深刻的認識,即使是有著強烈能源短缺危機感的島國人,也暫時沒有找到什麼可以適用甲烷水合物的領域。
包飛揚現在在國際新能源雜誌上看到島國專家寫的這篇《論甲烷水合物在煤層中生成的機理》文章,自然也不奇怪。只是讓包飛揚奇怪的是,他原來印象中,甲烷水合物只是存在大洋深處的洋底,在深深的海洋地步那樣陰冷的低溫環境下,再加上數千米的海水壓力,甲烷氣體才與水結合,生成了甲烷水合物。但是包飛揚沒有想到,煤礦的煤層之中,竟然也能夠有生成甲烷水合物的條件。
於是包飛揚非常認真地研究起島國能源專家這篇文章來了。這篇文章中提出的觀點就是,已經有實驗證明,在一定的溫度條件下,在一定的溫度下,只要壓力合適,有甲烷氣源和水,就能合成甲烷水合物,而且多孔介質的存在將有助於水合物的形成。
按照島國專家的分析,甲烷水合物,是籠型水合物,屬於主客體化合物。水分子間以氫鍵相互吸引構成籠子,作為主體,甲烷作為客體居於籠中,以範德華力與水分子相互吸引而形成籠型水合物。籠子的空間與氣體分子的大小必須匹配,才能形成穩定的籠型水合物。一般認為甲烷水合物的形成需3個條件:①溫度不能太高;②壓力要足夠大;③要有甲烷氣源。而現在已有實驗證明,在一定的溫度下,只要壓力合適,有甲烷氣源,就有可能合成甲烷水合物。
煤是一種多孔介質,在其形成過程中生成了大量的甲烷,並含有大量的水分。受構造應力和地應力的影響,煤層中存在著裂隙、斷層等,結構複雜,因而在煤層中存在高應力區,而這種高應力區為甲烷水合物的存在創造了條件。
文章中探討了煤層中生成甲烷水合物的原理,提出甲烷水合物的形成是在一定的溫度和壓力下,甲烷分子和水分子構成的“分子籠”透過相互之間的靜電作用形成甲烷水合物。根據甲烷水合物不同的甲烷來源,可將氣體分為兩大類:一類屬生物化學成因;另一類是熱解成因。通常認為只要具備了甲烷水合物穩定的物理化學條件,就可以形成甲烷水合物。因此,甲烷水合物可形成於不同體系(開放體系或封閉體系)和不同環境下(海洋或陸地)。一般可把甲烷水合物形成的地質模式歸納為以下幾種:低溫冷凍模式、海侵模式、斷層模式、自生一成巖模式、沉積模式以及各種滲濾模式(壓滲模式、地熱模式、氣流模式)。另外,甲烷水合物的形成還需富含有機質的沉積物中充有足夠的間隙水,而煤層正好具備這樣的特徵。
同時,文章中還分析了一些煤礦發生瓦斯突出的事故中,噸煤瓦斯突出量高出噸煤瓦斯含量很多;以致無法解釋;更為煤層中的區域性地點存在甲烷水合物提供了佐證。因此;推斷煤層中可能