膜法分离空气利用的是渗透原理，即氧气和氮气在非多孔高分子膜内的扩散速率不同。当高纯气体和氮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。
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1、低温制气(氧、氮)
低温制气技术即深度冷冻法空气分离技术，是一种比较传统的空气分离方法，具有100多年的历史。其基本原理是将空气冷冻使其液化，利用空气中各组分的沸点不同，通过蒸馏作用将各组分分离开来。适合客户用量大于400吨/月，用量连续性好，终使用气态氧气或氮气。
2、 非低温制气（膜分离、变压吸附系统）
变压吸附（Pressure Swing Adsorption，简称PSA）是吸附分离技术中一项用于分离气体混合物的高新技术。膜分离技术是近几十年发展起来的一种新型的分离技术，在空分行业中主要用于制取氮气和氧气。。
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氧气是空气的组分之一，无色、无嗅、无味。氧气密度比空气大，在标准状况（0℃和大气压强101325帕）下密度为1.429克/升。大规模生 产氧气的方法是分馏液态空气 ，首先将空气压缩，待其膨氧胀后又冷冻为液态空气，由于稀有气体和氮气的沸点都比氧气低，经过分馏，剩下的便是液氧，可贮存在高压钢瓶中。
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