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膜渗透机理

溶解－扩散模型：适用于液体膜、均质膜或非对称膜表皮层内的物质传递。在推动力作用下，渗透物质先溶解进入膜的上游侧，然后扩散至膜的下游侧，扩散是控制步骤。例如气体的渗透分离过程中，推动力是膜两侧渗透物质的分压差。当溶解服从亨利定律（见相平衡关联）时，组分的渗透率是组分在膜中的扩散系数和溶解度系数的乘积。混合气体的分离依赖于各组分在膜中渗透率的差异。溶解-扩散模型用于渗透蒸发（又称汽渗，上游侧为溶液，下游侧抽真空或用惰性气体携带，海南气体膜透过设备，使透过物质汽化而分离）时，还须包括膜的汽液界面上各组分的热力学平衡关系。

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气体分离膜的原理

在压力驱动下， 借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解-扩散上的差异， 及渗透速率差来实现对某种气体的浓缩和富集。渗透速率高的气体常被称为“快气”，而渗透速率低的气体组分被称为“慢气”，因它较多的滞留在原料气体侧而成为剩余气。“快气”、“慢气”不是绝1对的， 而是针对不同的气体组成而言。气体透过膜是一种比较复杂的过程。

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膜的种类

按微观结构分：

对称膜、不对称膜、复合膜、多层复合膜等。

按宏观结构分

平板膜、卷式膜、管式膜、毛细管膜、中空纤维等。

无论在实验室或工业规模的生产中，气体膜透过设备多少钱，膜都被制成一定形式的组件作为膜分离装置的分离单元。在工业上应用并实现商品化的膜组件主要有平板型、圆管型、螺旋卷型和中空纤维型，相应的膜的几何形状分为平板式、管式、毛细管式和中空纤维式。后三种皆为管状膜，它们的差别主要是直径不同：直径gt;10mm的为管式膜；直径在0.5～10mm之间的是毛细管式膜；直径lt;0.5mm的为中空纤维膜。管状膜直径越小则单位体积里的膜面积越大。

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