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膜滲透機(jī)理

優(yōu)先吸附－毛細(xì)管流動(dòng)模型：由于膜表面對(duì)滲透物的優(yōu)先吸附作用，在膜的上游側(cè)表面形成一層該物質(zhì)富集的吸附液體層。然后，氣體膜透過設(shè)備報(bào)價(jià)，在壓力作用下通過膜的毛細(xì)管，連續(xù)進(jìn)入產(chǎn)品溶液中。此模型能描述多孔膜的反滲透過程。

從不可逆熱力學(xué)導(dǎo)出的模型：膜分離過程通常不只依賴于單一的推動(dòng)力，而且還有伴生效應(yīng)（如濃差極化）。不可逆熱力學(xué)唯象理論統(tǒng)一關(guān)聯(lián)了壓力差、濃度差、電位差對(duì)傳質(zhì)通量的關(guān)系，采用線性唯象方程描述這種具有伴生效應(yīng)的過程，并以配偶唯象系數(shù)描述伴生效應(yīng)的影響。

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我國(guó)的氣體分離膜成果

氣體膜分離技術(shù)的真正突破是在70年代末，1979年美國(guó)的Mnsanto公司研制出“Prism”氣體膜分離裝置，“Prism”裝置采用聚砜-硅橡膠復(fù)合膜，以聚砜非對(duì)稱膜中空纖維作為底膜，在其中空纖維外表面真空涂覆一層致密的硅橡膠膜。聚砜底膜起分離作用，底膜的皮層僅有0.2μm左右，遠(yuǎn)比均質(zhì)膜薄，氣體膜透過設(shè)備廠家，因此其滲透速率大大提高;硅橡膠涂層起到修補(bǔ)底膜皮層上的孔缺陷的作用，氣體膜透過設(shè)備，以保證氣體分離膜的高選擇性。“Prism”氣體膜分離裝置自1980年商業(yè)應(yīng)用以來，至今已有上百套裝置在運(yùn)行，用于合成氨弛放氣中氫回收和石油煉廠氣中氫回收。

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膜滲透機(jī)理

溶解－擴(kuò)散模型：適用于液體膜、均質(zhì)膜或非對(duì)稱膜表皮層內(nèi)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(cè)，然后擴(kuò)散至膜的下游側(cè)，擴(kuò)散是控制步驟。例如氣體的滲透分離過程中，推動(dòng)力是膜兩側(cè)滲透物質(zhì)的分壓差。當(dāng)溶解服從亨利定律（見相平衡關(guān)聯(lián)）時(shí)，組分的滲透率是組分在膜中的擴(kuò)散系數(shù)和溶解度系數(shù)的乘積?；旌蠚怏w的分離依賴于各組分在膜中滲透率的差異。溶解-擴(kuò)散模型用于滲透蒸發(fā)（又稱汽滲，上游側(cè)為溶液，氣體膜透過設(shè)備多少錢，下游側(cè)抽真空或用惰性氣體攜帶，使透過物質(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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