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膜分离技术以选择性透过膜为介质，在电位差、压力差、浓度差等推动力下，有选择地透过膜，从而达到分离提纯的目的。主要有以下2种方法：（1）钯膜扩散法。在一定温度下，氢分子在钯膜一侧离解成氢原子，溶于钯并扩散到另一侧，然后结合成分子。经一级分离可得到99.99％～99.9999％纯度的氢。由于钯属于贵金属，该方法只适于较小规模且对氢气纯度要求很高的场合使用。（2）有机中空纤维膜扩散法。中空纤维膜分离回收氢装置应用得最广，甲醇厂放空气、石油炼制过程中排放各种尾气，基本上都采用这种装置。采用有机中空纤维膜分离工艺，可以利用放空尾气的自身压力，以膜两侧的分压差为推动力。
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