हांग्जो नुझुओ प्रौद्योगिकी समूह कं, लिमिटेड।

तरल नाइट्रोजन और तरल ऑक्सीजन उद्योग और अनुसंधान में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले दो क्रायोजेनिक द्रव हैं। प्रत्येक का अपना विस्तृत और अनूठा अनुप्रयोग है। दोनों का उत्पादन वायु पृथक्करण द्वारा किया जाता है, लेकिन उनके अलग-अलग रासायनिक और भौतिक गुणों के कारण, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में उनकी विशेषताएँ अलग-अलग होती हैं। यह लेख तरल नाइट्रोजन और तरल ऑक्सीजन के विशिष्ट अनुप्रयोगों और उनके अंतरों पर चर्चा करेगा।

I. तरल नाइट्रोजन के अनुप्रयोग

तरल नाइट्रोजन, हवा को नाइट्रोजन के क्वथनांक से नीचे तक ठंडा करके प्राप्त किया जाता है। इसका मुख्य घटक नाइट्रोजन गैस (N₂) है। तरल नाइट्रोजन का निम्न-तापमान गुण इसे व्यापक रूप से लागू करता है, जिसमें मुख्यतः निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:

निम्न-तापमान हिमीकरण और संरक्षण

तरल नाइट्रोजन का एक सबसे आम उपयोग कम तापमान पर जमाना और परिरक्षण है, खासकर जैव चिकित्सा के क्षेत्र में। तरल नाइट्रोजन का तापमान -196°C जितना कम होता है, जिससे जैविक ऊतकों, कोशिकाओं और भ्रूणों को जल्दी से जमाया जा सकता है और उन्हें लंबे समय तक संरक्षित रखा जा सकता है, जिससे उनकी सक्रियता सुनिश्चित होती है। चिकित्सा अनुसंधान, अंग प्रत्यारोपण और प्रायोगिक पशु प्रजनन में इन अनुप्रयोगों का बहुत महत्व है।

भोजन जमाना

खाद्य प्रसंस्करण क्षेत्र में, तरल नाइट्रोजन का उपयोग समुद्री भोजन, मांस और फलों जैसे खाद्य पदार्थों को तेज़ी से जमाने के लिए किया जाता है। तरल नाइट्रोजन से जमने से खाद्य पदार्थों का तापमान तेज़ी से कम हो सकता है, जिससे बर्फ के क्रिस्टल बनने कम होते हैं और खाद्य पदार्थों का स्वाद और पोषण मूल्य सुरक्षित रहता है।

शीतलन और प्रशीतन

तरल नाइट्रोजन का उपयोग अक्सर यांत्रिक उपकरणों के शीतलन और तापमान नियंत्रण के लिए भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, यांत्रिक प्रसंस्करण में घर्षण और ऊष्मा को कम करने के लिए तरल नाइट्रोजन का उपयोग शीतलन माध्यम के रूप में किया जा सकता है, जिससे प्रसंस्करण सटीकता और दक्षता में सुधार होता है।

गैसीय नाइट्रोजन के अनुप्रयोग: तरल नाइट्रोजन वाष्पीकरण के बाद उच्च शुद्धता वाली नाइट्रोजन गैस भी प्रदान कर सकता है, जिसका उपयोग रासायनिक उद्योग में हानिकारक पदार्थों की ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए सुरक्षात्मक गैस के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।

II. द्रव ऑक्सीजन के अनुप्रयोग

द्रव ऑक्सीजन का मुख्य घटक ऑक्सीजन (O₂) है, जिसे गहन क्रायोजेनिक पृथक्करण तकनीक के माध्यम से भी प्राप्त किया जाता है। जीवन रक्षक और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए एक महत्वपूर्ण तत्व के रूप में, ऑक्सीजन के विभिन्न अनुप्रयोग हैं, जो मुख्यतः निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं:

चिकित्सा ऑक्सीजन आपूर्ति

तरल ऑक्सीजन का व्यापक रूप से अस्पतालों और आपातकालीन देखभाल में उपयोग किया जाता है, जिससे रोगियों को साँस लेने में सहायता के लिए उच्च सांद्रता वाली ऑक्सीजन मिलती है। विशेष रूप से श्वसन रोगों के उपचार में, ऑक्सीजन की आपूर्ति अत्यंत महत्वपूर्ण है। तरल ऑक्सीजन की मात्रा कम होती है और इसमें ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है, यह भंडारण और परिवहन के लिए सुविधाजनक है, और चिकित्सा ऑक्सीजन आपूर्ति के पसंदीदा रूपों में से एक है।

औद्योगिक ऑक्सीडेंट

तरल ऑक्सीजन का उपयोग आमतौर पर उद्योगों में, विशेष रूप से इस्पात प्रगलन और रासायनिक उत्पादन में, एक ऑक्सीडेंट के रूप में किया जाता है। तरल ऑक्सीजन का उपयोग दहन में सहायता के लिए, दहन तापमान और अभिक्रिया दक्षता बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, इस्पात निर्माण प्रक्रिया में, अशुद्धियों को दूर करने और इस्पात की शुद्धता में सुधार करने के लिए पिघले हुए लोहे के पानी में ऑक्सीजन इंजेक्ट की जाती है।

एयरोस्पेस और रॉकेट प्रणोदन

तरल ऑक्सीजन रॉकेट प्रणोदन प्रणालियों में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला एक सहायक ईंधन है, जिसे दहन के लिए तरल ईंधन (जैसे तरल हाइड्रोजन) के साथ मिलाया जाता है, जिससे रॉकेट को अंतरिक्ष में प्रक्षेपित करने के लिए अत्यधिक उच्च ऊर्जा उत्पन्न होती है। इसके उत्कृष्ट सहायक दहन गुण, तरल ऑक्सीजन को एयरोस्पेस उद्योग में एक अनिवार्य प्रणोदक बनाते हैं।

III. द्रव नाइट्रोजन और द्रव ऑक्सीजन के बीच अंतर

यद्यपि द्रव नाइट्रोजन और द्रव ऑक्सीजन के अनुप्रयोग भिन्न-भिन्न हैं, फिर भी उनकी प्रकृति और उपयोग में महत्वपूर्ण अंतर हैं। विशेष रूप से:

1. संरचना: तरल नाइट्रोजन में नाइट्रोजन गैस (N₂) होती है, जबकि तरल ऑक्सीजन में ऑक्सीजन गैस (O₂) होती है।

2. घनत्व: तरल नाइट्रोजन तरल ऑक्सीजन से अधिक सघन होता है।

3. क्वथनांक: द्रव नाइट्रोजन का क्वथनांक द्रव ऑक्सीजन से कम होता है।

4. उपयोग: द्रव नाइट्रोजन का उपयोग सामान्यतः हिमीकरण और परिरक्षण के लिए किया जाता है, जबकि द्रव ऑक्सीजन का उपयोग मुख्यतः ऑक्सीकारक और प्रणोदक के रूप में किया जाता है। रासायनिक गुण

द्रव नाइट्रोजन मूलतः निष्क्रिय होता है, और इसकी आणविक संरचना अत्यंत स्थिर होती है, जिससे अन्य पदार्थों के साथ इसकी रासायनिक अभिक्रियाएँ होने की संभावना कम होती है। यह गुण इसे एक सुरक्षात्मक गैस के रूप में इस्तेमाल करने और कई रासायनिक एवं औद्योगिक प्रक्रियाओं में प्रयुक्त होने में सक्षम बनाता है। दूसरी ओर, द्रव ऑक्सीजन उच्च रासायनिक अभिक्रियाशीलता वाला एक प्रबल ऑक्सीकारक है, और अन्य पदार्थों के साथ तीव्र ऑक्सीकरण अभिक्रियाओं के लिए प्रवण होता है, जिसके कारण इसका दहन और ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

तापमान विशेषताएँ

द्रव नाइट्रोजन का क्वथनांक द्रव ऑक्सीजन (द्रव नाइट्रोजन -196°C, द्रव ऑक्सीजन -183°C) से कम होता है, जिससे यह कम तापमान पर ठंडा करने और परिरक्षण के लिए उपयुक्त होता है। हालाँकि द्रव ऑक्सीजन भी क्रायोजेनिक द्रवों की श्रेणी में आता है, लेकिन इसका निम्न-तापमान प्रदर्शन द्रव नाइट्रोजन जितना अच्छा नहीं होता। इसलिए, क्रायोजेनिक परिरक्षण के बजाय दहन और ऑक्सीकरण के लिए द्रव ऑक्सीजन का उपयोग अधिक होता है। सुरक्षा

तरल नाइट्रोजन का उपयोग अपेक्षाकृत सुरक्षित है क्योंकि इसमें रासायनिक प्रतिक्रियाओं का खतरा नहीं होता। इसके मुख्य जोखिम कम तापमान से होने वाली ठंड से होने वाली क्षति और अंतरिक्ष में ऑक्सीजन की जगह लेने से दम घुटने की संभावना है। जबकि तरल ऑक्सीजन, एक ऑक्सीकारक के रूप में, दहन और विस्फोट दुर्घटनाओं को रोकने के लिए तेल जैसे ज्वलनशील पदार्थों से दूर रखा जाना चाहिए। इसलिए, इसके उपयोग के दौरान अधिक सावधानी बरतने की आवश्यकता होती है।

द्रव नाइट्रोजन और द्रव ऑक्सीजन दो महत्वपूर्ण निम्न-तापमान द्रव हैं। हालाँकि ये दोनों वायु पृथक्करण द्वारा उत्पादित होते हैं, फिर भी इनके भिन्न रासायनिक और भौतिक गुणों के कारण, इनके अनुप्रयोग क्षेत्र अलग-अलग हैं। द्रव नाइट्रोजन, अपनी निष्क्रियता और निम्न-तापमान विशेषताओं के कारण, हिमीकरण संरक्षण, खाद्य प्रसंस्करण और औद्योगिक शीतलन आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जबकि द्रव ऑक्सीजन, अपने ऑक्सीकरण गुणों के कारण, मुख्य रूप से चिकित्सा ऑक्सीजन आपूर्ति, औद्योगिक ऑक्सीकरण और एयरोस्पेस प्रणोदन आदि में उपयोग किया जाता है। व्यावहारिक कार्यों में, द्रव नाइट्रोजन और द्रव ऑक्सीजन के उपयोग के लिए उनके कुशल अनुप्रयोग को सुनिश्चित करने हेतु उनकी संबंधित विशेषताओं और सुरक्षा पर पूर्ण ध्यान देने की आवश्यकता होती है।

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