膜法氣體分離的基本原理是根據混合氣體中各個組分在壓力的推動下透過膜的傳遞速率不同,從而達到分離目的。對不同結構的膜,氣體通過膜的傳遞擴散方式不同,因而分離機理也各異。
多孔膜是利用不同氣體通過膜孔的速率差進行分離的,其分離性能與氣體的種類、膜孔徑等有關其傳遞機理可分為分子流(即Knudsen擴散)、黏性流、表面擴散流、分子分、毛細管凝聚等。
氣體透過非多孔膜按傳遞機理可分為溶解-擴散、雙吸附雙遷移機理和促進傳遞機理等
氣體膜分離過程的關鍵是膜材料。理想的氣體分離膜材料應該同時具有良好的分離性能、優良的熱和化學穩定性、較高的機械強度。通常的氣體分離用膜可分為多孔質和非多子L質(均質膜)兩類,它們各由無機物和有機高分子材料制成無機膜包括陶瓷膜、玻璃膜、金屬膜和分子篩膜;有機膜材料包括橡膠態聚合物和玻璃態聚合物。氣體膜分離技術的特點是:分離操作無相變化,不用加入分離劑。
膜分離方法可用于處理很多類型的污染物,包括苯、甲苯、二甲苯、甲基乙基酮、三氯甲烷、三氯乙烯、澳代甲烷、二氯甲烷、氯乙烯等。膜分離工藝*有希望的應用之處是用于凈化那些冷凝和活性炭吸附效果不好的低沸點有機物和氯代有機物。其優于炭吸附之處在于省去了解吸和濃縮氣進步處理的麻煩。這項技術*初應用于濃度1%以上氣量小于350mh場合,并希望能應用于更寬的VOCS濃度和氣量范圍,