什么是气体渗透分离?

[拼音]：qiti shentou fenli

[外文]：gas permeation

一种以分压差作为推动力，利用各组分渗透率的差别，分离气体混合物的膜分离操作。混合气体中，组分i透过膜的渗透速率，即渗透通量N_i为：

式中Δp_i为组分i在膜两侧的分压差；l 代表膜的厚度；K怣=S_iD_i为组分i在膜中的渗透率;S_i为组分i在膜中的溶解度系数，D_i为组分i在膜中的扩散系数。混合气体中，组分i对组分j的分离因子定义为：

工业用的气体渗透膜，具有较高的分离因子和较高的渗透速率。分离因子取决于膜的材料；渗透速率与膜的厚度成反比。早期试验用过的金属膜和均质膜，渗透速率很低，难以在工业上应用。现在制成的复合膜，表皮层极薄（约0.1μm），渗透速率较高，又有支撑层，能够承受高压差，适合工业应用。

目前，气体渗透用的膜分离设备有中空纤维式和卷式两种类型。美国孟山都公司于1977年成功地用气体渗透法从合成氨弛放气回收氢，回收率达86％。该法也可用于从其他气体中回收氢。用膜来分离气体组分，操作简易，设备费用低，能耗少。当前正在研制各种选择性高的膜，开拓气体渗透分离的应用领域。