膜法分离空气利用的是渗透原理，即氮气和氧气在非多孔高分子膜内的扩散速率不同。

　　当氮气和氧气吸附在高分子膜表面时，由于膜两侧存在着浓度梯度，使气体扩散并通过高分子膜，接着在膜的另一侧解吸。

　　因为氧气分子的体积小于洛阳氮气分子，因而氧气在高分子膜内的扩散速率大于氮气，这样，当空气通入膜的一侧时，在另一侧就可以得到富氧空气，同一侧得到氮气。

　　用膜法分离空气可以连续得到氮气和富氧空气。目前的高分子膜对氧、氮分离的选择性系数只有3.5左右，渗透系数也较小。分离得到的产品氮气浓度为95～99%，氧气浓度仅为30～40%。膜法分离空气一般是在常温和压力为0.1～0.5×106Pa的条件下操作的。

　　总之，由于氮气和氧气的膜分离法的崛起，中小规模的深冷空分装置已开始让出一部分市场。目前，膜法的主要缺点是产品浓度不够高、回收率较低，这要通过改进吸附剂和高分子膜来克服。

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