氢气分离膜的原理是让气体通过选择性的透过膜表面，这种选择性是由于气体在膜的内外侧分压差的存在而产生的。这个压差越大，气体通过膜的速率就越高。

每种气体的透过速率取决于它们在膜材料中的溶解度以及扩散速率。溶解度高的气体通过膜的速率比溶解度低的气体更快。例如，水蒸气、氢气、二氧化碳等气体能够透过膜，而甲烷、氮气、一氧化碳等气体则滞留在膜的滞流侧被富集。通过选择适当的膜材料和设计合适的工艺参数，可以实现选择性的气体分离，从而达到节能的目的。不同的膜材料具有不同的分离特性，因此在选择膜材料时需要根据气体的性质和分离要求进行选择。

氢气可以通过蒸汽转化和水煤气变换反应，或者作为其他反应的副产物被生产出来。氢气的主要用户是炼油厂和氨、甲醇生产工厂。氢气也可以在许多化学反应中被使用。在这些反应中，通常不能将氢气消耗，因此可以使用氢气回收膜来提取和回收氢气。氢气回收膜不仅可以提供高纯度的氢气，还可以在提高收率的同时降低能耗。