本发明提供了一种甲烷裂解炉，包括炉体及烟道，烟道与炉体上端连通，炉体内设有隔墙，隔墙的上端与炉体上端之间留有间隙，炉体内腔被隔墙分隔为熔池及炭黑仓，所述熔池内设有熔体层，熔体层液面低于隔墙上端，熔池侧壁或底部连通有加料装置、浸入式烧嘴、天然气喷枪及排渣口，浸入式烧嘴的出口及天然气喷枪的出口均设于熔体层内。本发明所述的甲烷裂解炉以天然气为原料，通过分离裂解产物炭黑及氢气的方法，可以实现以低成本、低碳排放或零碳排放大规模工业化生产氢气的目标。