Предлагается конструкция термохимического реактора для воздушной конверсии метана, в котором теплота подводится в каталитическую насадку дисперсным промежуточным теплоносителем, нагретым продуктами сгорания части продуктов конверсии в псевдоожиженном слое, размещенном над насадкой. Продукты конверсии и сгорания отводятся раздельно. Продукты конверсии удовлетворяют требованиям, предъявляемым к защитным средам. Разработана модель процесса на основе системы двух дифференциальных уравнений, удовлетворительно описывающая эксперимент.