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固定床膜反應器中的膜作為分離介質，往往具有選擇分離與滲透性能。此類膜反應器是膜反應器中應用比較普遍的，其外觀一般是管式
由安裝在膜的內部或外部的催化劑顆粒和膜組成，其特點是催化劑組成的床層靜止不動，流體通過床層進行反應，通過膜進行分離，而在膜外透過室往往通過抽真空或使用惰性掃除氣及時移走分離出的產(chǎn)物，維持膜兩側不同的分壓或濃度梯度，以加快反應速率或打破反應的平衡限制。有時，當固定床膜反應器使用的膜。
本身具有催化活性時，也可稱作固定床催化膜反應器。此類膜反應器有兩種放置方式:水平式和垂直式。水平放置式適用于氣固相和液固相催化反應，氣相或液相反應物從膜反應器一端通人，與膜反應器內的催化劑接觸后反應，然后從另一端流出反應器，在反應過程中，部分生成物通過膜分離出來可打破反應的平衡限制，使用惰性掃除氣及時移走分離出的產(chǎn)物，可加快反應速率。垂直放置式適用于氣液固多相催化反應，反應時液相反應物一般都從膜反應器的頂端進入，氣相反應物從膜反應器的底端進入，兩者逆流操作以加大反應物的有效接觸面積，同時部分生成物通過膜分離出來用惰性掃除氣及時帶走來打破反應平衡或加快反應速率。
固定床膜反應器由于結構簡單，易于放大，對膜的要求較低(不要求膜具有催化活性)，受到眾多研究者的青睞，其主要應用于氣回相催化反應，如輕質烷經(jīng)及各種其他經(jīng)的脫氫反應、醇類的脫氫反應，加氫又應，輕質經(jīng)類的選擇性催化氧化反應以及一些比較特殊的催化反應，如NH3的分解反應、二氯乙烷氫化開環(huán)反應等，而將固定床膜反應器用于液相催化反應較為少見，并且其對于催化劑粒徑很小的反應不適用(床層壓降大)。結果表明，僅在較低空時的情況下，固定床膜反應器的轉化率比同時進料的固定床反應器效率更高。
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