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2021-06-21






氣體分離膜的原理

在壓力驅動(dòng)下, 借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內溶解-擴散上的差異, 及滲透速率差來(lái)實(shí)現對某種氣體的濃縮和富集。滲透速率高的氣體常被稱(chēng)為“快氣”,而滲透速率低的氣體組分被稱(chēng)為“慢氣”,因它較多的滯留在原料氣體側而成為剩余氣?！翱鞖狻?、“慢氣”不是絕1對的, 而是針對不同的氣體組成而言。氣體透過(guò)膜是一種比較復雜的過(guò)程。

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膜分離方式

膜分離都采用錯流過(guò)濾方式。膜分離是一門(mén)新興的跨學(xué)科的高新技術(shù)。膜的材料涉及無(wú)機化學(xué)和高分子化學(xué)；膜的制備、分離過(guò)程的特征、傳遞性質(zhì)和傳遞機理屬于物理化學(xué)和數學(xué)研究范疇；膜分離過(guò)程中涉及的流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)、化工動(dòng)力學(xué)以及工藝過(guò)程的設計，主要屬于化學(xué)工程研究范疇；從膜分離主要應用的領(lǐng)域來(lái)看，還涉及生物學(xué)、醫學(xué)以及與食品、石油化工、環(huán)境保護等行業(yè)相關(guān)的學(xué)科。

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膜滲透機理

溶解－擴散模型：適用于液體膜、均質(zhì)膜或非對稱(chēng)膜表皮層內的物質(zhì)傳遞。在推動(dòng)力作用下，滲透物質(zhì)先溶解進(jìn)入膜的上游側，然后擴散至膜的下游側，擴散是控制步驟。例如氣體的滲透分離過(guò)程中，推動(dòng)力是膜兩側滲透物質(zhì)的分壓差。當溶解服從亨利定律（見(jiàn)相平衡關(guān)聯(lián)）時(shí)，組分的滲透率是組分在膜中的擴散系數和溶解度系數的乘積?；旌蠚怏w的分離依賴(lài)于各組分在膜中滲透率的差異。溶解-擴散模型用于滲透蒸發(fā)（又稱(chēng)汽滲，上游側為溶液，下游側抽真空或用惰性氣體攜帶，使透過(guò)物質(zhì)汽化而分離）時(shí)，還須包括膜的汽液界面上各組分的熱力學(xué)平衡關(guān)系。

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