本发明公开了一种高温粒子加热的鼓泡式甲烷裂解反应装置，主要应用于超高温聚光太阳能系统。在装置的主体部分(载热粒子放热罐)内，布置有若干个特制的鼓泡式甲烷直接裂解反应器单元；高温载热粒子从放热罐顶部向下流过反应器单元，并将热传递给反应器单元内的载热流体；甲烷气泡在载热流体中裂解产生氢气和碳纳米颗粒；纳米碳颗粒与反应气体在反应器单元内分离，然后通过引风机抽出；反应后的混合气体(氢气和未反应的甲烷气体)从反应器单元出来后，经过冷却送入下一级反应器单元内继续反应或送出装置进入氢气分离系统。本发明装置实现了载热流体无须送出装置外加热，保证了系统安全、稳定运行；而反应器单元的模块化设计便于装置的缩放设计。

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