氣體滲透分離

一種以分壓差作為推動力，利用各組分滲透率的差別，分離氣體混合物的膜分離操作。混合氣體中，組分i透過膜的滲透速率，即滲透通量Ni為：式中Δpi為組分i在膜兩側的分壓差；l代表膜的厚度；K怣=SiDi為組分i在膜中的滲透率;Si為組分i在膜中的溶解度係數,Di為組分i在膜中的擴散係數。混合氣體中，組分i對組分j的分離因子定義為：　工業用的氣體滲透膜，具有較高的分離因子和較高的滲透速率。分離因子取決於膜的材料；滲透速率與膜的厚度成反比。早期試驗用過的金屬膜和均質膜，滲透速率很低，難以在工業上應用。現在製成的複合膜，表皮層極薄（約0.1μm），滲透速率較高,又有支撐層，能夠承受高壓差，適合工業應用。

目前，氣體滲透用的膜分離設備有中空纖維式和卷式兩種類型。美國孟山都公司於1977年成功地用氣體滲透法從合成氨弛放氣回收氫，回收率達86%。該法也可用於從其他氣體中回收氫。用膜來分離氣體組分，操作簡易，設備費用低，能耗少。當前正在研製各種選擇性高的膜，開拓氣體滲透分離的應用領域。