当多组分的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散扩散系数的差异，导致不同气体在膜中相对渗透率不同。由此特性，可以将不同气体分为“快气”和“慢气”。 常见气体中，H2O、H2、 He、H2S等称为“快气”；而N2、CO、Ar、CH4及其它烃类等称为“慢气”。

各种气体渗透性能比较：

        H2O>He>H2>CO2>CO>Ar>N2>CH4>C2H6>C3H8

      当混合气体在驱动力--膜两侧的压力差作用下，渗透速率相对较快的气体如水、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜后，在膜的渗透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体，如：甲烷、氮气、一氧化碳和氩气等气体则被膜滞留在膜的滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。

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各种气体渗透量表示： 
    Qi=(P/l)i• A• (PfXi-PpYi) 
   其中   Qi— 气体组分i的渗透量 
         (P/I)i— 气体组分i的渗透系数 
          A — 膜面积 
          Pf —原料气压力   
          Xi—气体组分i在原料气中的体积分数  
          Pp—渗透气压力    
          Yi —气体组分i在渗透量中的体积分数 
说明：膜分离的三要素 
----膜分离选择性 
          ----膜面积       
          ----膜两侧的分压差 
      其中膜分离的选择性是决定膜分离系统性能和效率的关键因素，它取决于膜材料和制备工艺。