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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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膜的定義

以常見(jiàn)的超濾過(guò)程為例，分離機理主要為篩分：膜表面有微孔，流體流經(jīng)膜一側的表面時(shí)，部分較小的分子隨部分溶劑穿過(guò)膜到達另一側，形成透析液，而大分子則被截留在原來(lái)的一側，形成截留液，從而達到了將大分子溶質(zhì)與小分子溶質(zhì)及溶劑分離開(kāi)的目的。

形象地說(shuō)，膜就像一張篩網(wǎng)，可以攔下大的、透過(guò)小的。但這張篩網(wǎng)與眾不同的是它的孔徑很小，進(jìn)行的是大小分子的分離。我們只要選擇合適孔徑的膜，就可以進(jìn)行所需的分子級分離。

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膜的種類(lèi)

按微觀(guān)結構分：

對稱(chēng)膜、不對稱(chēng)膜、復合膜、多層復合膜等。

按宏觀(guān)結構分

平板膜、卷式膜、管式膜、毛細管膜、中空纖維等。

無(wú)論在實(shí)驗室或工業(yè)規模的生產(chǎn)中，膜都被制成一定形式的組件作為膜分離裝置的分離單元。在工業(yè)上應用并實(shí)現商品化的膜組件主要有平板型、圓管型、螺旋卷型和中空纖維型，相應的膜的幾何形狀分為平板式、管式、毛細管式和中空纖維式。后三種皆為管狀膜，它們的差別主要是直徑不同：直徑>10mm的為管式膜；直徑在0.5～10mm之間的是毛細管式膜；直徑<0.5mm的為中空纖維膜。管狀膜直徑越小則單位體積里的膜面積越大。

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