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本发明公开了一种聚光吸热器-鼓泡式反应器耦合的甲烷裂解制氢装置及方法。装置由内到外设置四个区：聚光太阳能吸收区、鼓泡式反应区、过渡区以及放热区；聚光太阳能竖直向下进入聚光太阳能吸收区并转换为热能；鼓泡式反应区内放置锡，加热至1000摄氏度以上后可用于甲烷裂解反应，反应产生氢气和和碳纳米颗粒；氢气、甲烷组成的混合气体与碳纳米颗粒通过过渡区分离，具有余热的混合气体送入放热区进行热量回收后送出装置，碳纳米颗粒通过取碳口取出。本发明通过聚光太阳能直接加热技术、余热回收技术以及由内到外的按温度递减分区方式，保证了能量的高效利用；同时，由于高温液态锡不送出装置外，以及连续取碳技术保证了系统安全、稳定、连续运行。