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氣體分離膜的工作原理是讓氣體有選擇性地透過膜的表面，氣體透過薄膜的驅動力是滲余側（中空纖維內部）分壓和透過側（中空纖維外部的空間）分壓之間的差異
氣體分離膜的工作原理是讓氣體有選擇性地透過膜的表面，氣體透過薄膜的驅動力是滲余側（中空纖維內部）分壓和透過側（中空纖維外部的空間）分壓之間的差異。此壓差越大，透過薄膜的氣體的比例越高。
每種氣體的透過速率取決于氣體在膜材料中的溶解性及其擴散速率。溶解度高分子小的氣體透過薄膜的速率比分子大溶解度低的氣體更快。如水蒸汽、氫氣、二氧化碳等優先透過膜而被富集；而滲透速率相對較慢的氣體，如甲烷、氮氣、一氧化碳等氣體則在膜的滯流側被富集，從而達到混合氣體分離之目的。兩種氣體透過速率的比率被稱為選擇性，選擇性越高的膜分離過程就越節能，不同的膜材料具有不同的分離特性，分離所需的驅動力來自于分壓梯度。
氫氣分子可通過蒸汽轉化后進行水煤氣變換反應生產，或作為其他反應的副產物獲得。氫氣的用戶是煉油廠以及氨和甲醇的生產工廠。
氫氣可用于各種化學反應。在許多反應中，氫氣并不能被消耗，因此可以進行提純和回收。氫氣回收膜，既可獲得高純度的氫氣，又可在實現高收率的同時降低能耗。
對于氫含量為30~50%的催化干氣，經膜分離與變壓吸附或與深冷法組成集成技術，可使氫氣濃度達95%以上，回收率90%以上。
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