Giáo án Hóa học 9 - Tiết 32 - TNST: Thiết kế phương án phòng và thoát hiểm ngộ độc khí Cacbon Oxit khi đốt than

Nội dung text: Giáo án Hóa học 9 - Tiết 32 - TNST: Thiết kế phương án phòng và thoát hiểm ngộ độc khí Cacbon Oxit khi đốt than

1. Trường THCS Măng Tố Năm học 2017-2018 Tuần 16: Tiết 32: TNST: Thiết kế phương án phòng và thoát hiểm ngộ độc khí Cacbon Oxit khi đốt than (Sách TNST 9) KHÍ CACBON MONOXIT (CO) VÀ CÁC PHƯƠNG TIỆN BẢO VỆ CƠ QUAN HÔ HẤP LỌC KHÍ CO 1.1. Tính chất vật lý Cacbon monoxit, công thức hóa học là CO, là một khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, d=0,967. 1 lít CO nặng 1,254 g ở 0oC, hóa lỏng ở -191oC. CO ít tan trong nước: 3,54 ml/100 ml ở 0oC, 1 atm, 2,14 ml/100 ml ở 25oC, 1 atm . CO không bị hấp phụ bởi than hoạt tính. 1.2. Tính chất hóa học CO cháy với ngọn lửa màu xanh tạo thành CO2. Ở điều kiện thường về nhiệt độ và áp suất, CO trơ về mặt hóa học. Ở nhiệt độ cao nó trở thành một chất khử mạnh, được ứng dụng trong công nghệ về phân tích. Sự oxi hóa CO thành CO2 được tăng tốc bởi nhiều loại xúc tác. 1.3. Nguồn tiếp xúc CO được sản sinh trong các trường hợp sau: 1) Các chất hữu cơ bị đốt cháy không hoàn toàn tạo ra nhiều CO, như than đá, giấy, xăng, dầu, khí đốt Khi chất hữu cơ được đốt cháy hoàn toàn thì tạo thành CO2 theo phản ứng: C + O2 CO2 Khi đốt cháy không hoàn toàn thì tạo ra CO theo phản ứng: 2C + O2 2CO Trong lò than, than được đốt cháy đỏ tạo ra CO2, CO2 bốc lên gặp than đang cháy đỏ lại tạo ra CO. 2) Trong công nghiệp gang thép, sắt được luyện trong các lò cao cùng với than cốc, đá vôi và một số chất khác. Khi than cốc cháy tạo ra CO2, CO2 găp than cháy đỏ tạo ra CO, CO gặp quặng sắt trong lò, khử quặng sắt thành gang. Tỷ lệ CO trong khí lò cao rất lớn, có thể thoát ra gây ô nhiễm xung quanh, trong và ngoài nơi làm việc. 3) Sản xuất khí đốt từ than đá tạo ra nhiều CO. CO là sản phẩm của quy trình sản xuất, được dùng làm nhiên liệu. 4) Sản xuất đất đèn làm nguyên liệu tạo ra axetylen (C2H2) cũng sản sinh nhiều CO GV: Chế Sơn Hưng Giáo án Hóa học 9
2. Trường THCS Măng Tố Năm học 2017-2018 theo phản ứng: 6C + 2CaO CaC2 + 2CO 5) Khí thải của các động cơ chứa nhiều CO, động cơ xăng thải ra nhiều CO, từ 1-7%, động cơ diesel tạo ra CO ít hơn. 6) Các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá, dầu, khí đốt tạo ra CO trong quá trình đốt. 7) Nổ mìn tạo ra CO cùng nhiều chất độc khác. 8) Cháy nhà, cháy các chất hữu cơ tạo ra nhiều khí độc trong đó có CO. 1.4. Ảnh hưởng sức khỏe do khí CO Carbon monoxit là khí không mùi vị, có độc tính cao với sức khỏe con người và cực kỳ nguy hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn CO sẽ dẫn tới thương tổn do giảm ôxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong. Nồng độ chỉ khoảng 0,1% carbon monoxit trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng. CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì con người không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí. CO có ái lực với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ôxy nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành COHb do đó máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào. Khi có từ 10 tới 30% COHb trong máu, con người sẽ gặp các triệu chứng như: đau đầu, buồn nôn, mỏi mệt và choáng váng. Khi mức độ COHb đạt tới 50-60%, con người có thể bị ngất, co giật và có thể dẫn đến hôn mê và chết. Như vậy với nồng độ trên 10000 ppm CO (1%CO) có trong không khí thở thì con người sẽ bị chết trong vòng vài phút. Trên thế giới mỗi năm có hàng ngàn người bị chết ngạt do hít phải CO, trong đó chủ yếu là công nhân làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt thiếu không khí sạch và có nguy cơ cháy nổ cao như công nhân hầm mỏ, lính cứu hoả kể các nhà du hành vũ trụ, các thợ lặn Bảng 1 dưới đây chỉ ra các triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với CO ở các nồng độ khác nhau. Bảng 1: Triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với CO ở các nồng độ khác nhau [5] Nồng độ Thời gian tiếp xúc Triệu chứng và tác hại (ppm) 200 2-3 giờ Đau đầu nhẹ, mỏi mệt, buồn nôn và choáng váng 400 1-2 giờ Đau nặng đầu GV: Chế Sơn Hưng Giáo án Hóa học 9
3. Trường THCS Măng Tố Năm học 2017-2018 >3 giờ Khó thở 800 45 phút Choáng váng, buồn nôn và co giật trong vòng 2-3 giờ Chết 1600 20 phút Đau đầu, choáng váng và buồn nôn. trong vòng 1 giờ Chết 3200 trong vòng 5-10 phút Đau đầu, choáng váng và buồn nôn trong vòng 1giờ Chết 6400 1-2 phút Đau đầu, choáng váng và buồn nôn 12800 25-30 phút Chết Mức độ nhiễm độc CO nặng hay nhẹ, phụ thuộc vào nồng độ chất độc trong không khí cũng như thời gian tiếp xúc và liên quan tới đặc tính cơ thể, hoàn cảnh nơi làm việc. Khi nơi làm việc có nhiệt độ, độ ẩm cao, không khí có lẫn khí SO2, NO2, CNH, benzen, cường độ lao động nặng nhọc Phụ nữ có thai, người nghiện rượu, béo, mắc bệnh tim mạch, viêm phế quản mạn tính, hen suyễn, thiếu máu, suy dinh dưỡng, chịu đựng kém. 1.5. Tình hình nhiễm độc khí CO trên thế giới và ở Việt Nam Nhiễm độc khí CO là một nhiễm độc thường gặp. Từ thời thượng cổ người ta đã biết tác dụng độc hại của hơi than. Priestley (1799) đã tìm ra khí CO, năm 1842 Leblanc đã chứng minh được khả năng gây tai nạn của CO. Khả năng bị nhiễm độc khí CO có thể xảy ra đối với người lao động làm việc ở các môi trường như trong phòng đun nấu, nhà máy bia, kho hàng, nhà máy lọc dầu, nhà máy sản xuất giấy và bột giấy, nhà máy sản xuất thép, lò luyện kim loại, lò luyện than đá, lò gốm, các hầm, mỏ than, lính cứu hỏa Ở Pháp, hàng năm có khoảng 10000 ca ngộ độc cấp tính khí CO với khoảng 400 người chết mỗi năm, theo Agnes Verrier, Viện Veille Sanitaire, Pháp [9]. Trong khi đó, ngộ độc cấp khí CO cũng là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu tại Mỹ với 5613 trường hợp từ năm 1979 đến năm 1988 và 2631 ca tử vong do ngộ độc CO không liên quan đến cháy trong các năm 1999-2004, theo báo cáo của Trung tâm Thống kê Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ. Tại Việt Nam hiện nay,hoạt động khai thác than và sử dụng các sản phẩm như khí hóa than, khí ga, gỗ, xăng, dầu lửa, dầu hôi có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Trong quá trình lao động, người công nhân ở các mỏ than phải làm việc trong môi trường có tiếp xúc trực tiếp với loại hơi khí GV: Chế Sơn Hưng Giáo án Hóa học 9
4. Trường THCS Măng Tố Năm học 2017-2018 độc là khí than. Khí than có chứa các hỗn hợp khí như CO, CO 2, CH4, H2, H2S trong đó hàm lượng khí độc carbon monoxit chiếm tỷ lệ rất cao (gần 40% - theo nghiên cứu của TS. Trần Thanh Sơn – ĐH Đà Nẵng về nghiên cứu thiết kế hệ thống hóa khí than phục vụ thí nghiệm năm 2010). Do việc ngạt khí than có thể gây tức ngực, khó thở, buồn nôn, thậm chí gây tử vong nên đã có nhiều trường hợp người công nhân mỏ bị ngộ độc khí và bị tử vong. Tháng 3/2011, có 1 công nhân bị tử vong do ngạt khí hầm lò than trong khi làm việc tại mỏ than Dương Huy, thị xã Cẩm Phả, Quảng Ninh. Tháng 2/2012 cũng tại Quảng Ninh hàng chục công nhân mỏ phải nhập viện cấp cứu với nguyên nhân ban đầu được xác định là bục túi khí CO [8]. Gần đây nhất vào tháng 11/2013, tại tổ hóa khí của công ty CP Xuân Hòa, Mê Linh, Hà Nội đã có 1 công nhân tử vong và 1 người phải nhập viện cấp cứu do bị ngộ độc khí CO trong quá trình sàng than và tiếp than vào phễu lò nung gạch [7]. Đối với người lao động đang làm việc tại các tòa nhà nhất là các nhà cao tầng thì khi xảy ra cháy lớn, việc say khói, ngạt thở, suy hô hấp do hít phải khí nóng lẫn khí độc thoát ra từ đám khói là rất dễ xảy ra. Nguyên nhân là do trong khói độc có chứa carbon monoxit, việc hít phải khí này dễ gây suy hô hấp do cơ thể bị chiếm mất oxy. Tháng 12/2011, đã có 29 công nhân làm việc tại tòa tháp đôi đang xây dựng của Tập đoàn Điện lực EVN, TP Hà Nội phải nhập viện cấp cứu sau khi bị ngạt khói thoát ra từ đám cháy tòa nhà. 1.6. Các PTBVCQHH lọc khí CO Do tính độc của khí CO nên trong quá trình làm việc tại các môi trường có nồng độ khí CO vượt ngưỡng cho phép , người lao động được trang bị các phương tiện bảo vệ cơ quan hô hấp (PTBVCQHH) lọc khí CO để phòng ngừa và giảm thiểu các tai nạn xảy ra liên quan đến sự ngộ độc khí này. Các PTBVCQHH loại này có hộp lọc chứa các chất xúc tác để ôxy hóa khí CO với độc tính cao thành khí CO 2 ít độc hại hơn và có nguy cơ ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động thấp hơn khí CO rất nhiều. PTBVCQHH lọc khí CO được phân thành các loại như sau: 1.7. Mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có bộ phận ngậm miệng Mặt nạ thoát hiểm có bộ phận ngậm miệng được sử dụng để chống khí CO và các sản phẩm cháy sinh ra do sự cháy, nổ trong hầm mỏ. Thông thường, mặt nạ thoát hiểm lọc khí CO có cấu tạo gồm các phần chính như sau: - Hộp kín kèm theo thiết bị gá, bộ phận ngậm miệng và kẹp mũi - Hộp lọc với chất hoạt hóa - Dây đeo qua đầu, bộ bảo vệ cằm, van thở ra và bộ trao đổi nhiệt TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. CN. Đặng Quốc Nam (1980), Nghiên cứu xây dựng hệ thống đánh giá khả năng sử GV: Chế Sơn Hưng Giáo án Hóa học 9
5. Trường THCS Măng Tố Năm học 2017-2018 dụng mặt nạ lọc độc và khả năng chế tạo xúc tác lọc khí oxyt cácbon, Đề tài mã số TB 11, Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ Lao động. 2. TS Đặng Quốc Nam (2010), Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo thiết bị cấp khí độc có khả năng chống ăn mòn và ổn định trong các hệ thống thử nghiệm, Đề tài mã số: 207/05/TLĐ, Viện NC KHKT Bảo hộ Lao động. 3. Tiêu chuẩn TCVN 3742-82, Phương pháp xác định thời gian có tác dụng bảo vệ của hộp lọc đối với cacbon oxyt. 4. PGS. TS. Đỗ Hàm (2007), Vệ sinh lao động và bệnh nghề nghiệp, NXB Lao động – Xã hội. 5. BS. Bế Hồng Thu, Bài giảng chống độc, Bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội 6. QCVN 10: 2012/BLĐTBXH 7. cong-nhan-thiet-mang-nghi-ngat-khi-CO.ttm 8. vien.htm 9. Agnès Verrier (2009), French carbon monoxide poisoning surveillance system, National Institute For Public Health Surveillance, France 10. British standard EN 404:2005, EN 403:2004 11. Indian Standard IS 9563-1980 PHIẾU ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG, NHÓM LỚP 9 Cá nhân tự đánh giá đóng góp của các thành viên trong nhóm theo các mức độ 0,1,2,3,4 Họ tên thành viên Mức độ đóng góp Cả nhóm thống nhất tự đánh giá các nội dung bằng cách khoanh tròn vào các mức độ A, B, C, D Nội dung Tinh thần làm việc nhóm Hiệu quả làm việc nhóm Trao đổi thảo luận trong nhóm Mức độ A B C D A B C D A B C D GV: Chế Sơn Hưng Giáo án Hóa học 9