高分子膜分离气体的总过程是溶解和扩散两步组成的，即混合气体在膜的高压侧表面，以不同的溶解度溶于膜内，然后在膜两侧压力差的推动下，混合气体的分子以不同速度向膜的低压侧扩散，渗透速率较快的气体如：水、氧等，透过膜后在膜透侧被富集，而渗透速率相对较慢的气体如：氮气、氩气等则在滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。
1.能耗低：由于空气纤维膜表面积大，具有较高的分离系数，因此能耗低。
2.可靠性：中空纤维膜分离制氮装置没有运动部件，属静态运行，只需甚少保养。
3.增容简单：若需增加氮气产量，只需增加相应数量的膜管即可。
4.瞬时启动：开、停机方便迅速，系统采用微电脑控制，自动化程度高，操作简便。
5.供氮压力高：膜组件耐高压，压力损失小，可满足氮气压力要求高之用户需要，更适合远距离输送。
6.易于安装：体积小、重量轻、占地少、无需特别土建和基础。
7.可以做成地面固定式、地面移动式、防爆型井下移动式来满足多种行业的需要。
8.设备使用寿命大于10年，10年内技术指标无衰减。
