我国具有丰富的盐湖资源,目前在青海省柴达木盆地已知的镁资源储量居全国首位。盐湖资源长期开发以来,柴达木盐湖地区主要生产钾肥,在生产过程中每生产一定量钾肥便增加数倍的水氯镁石副产物,大量的水氯镁石堆积成为了“镁害”。将“镁害”变废为宝,生产出可应用在冶金、食品、航空及医疗等领域广泛应有的氧化镁产品,既可促进盐湖镁资源的综合利用,在环保的同时也会带来较大的社会效益和经济效益。本文主要研究以柴达木盐湖地区的水氯镁石作为原料通过“一步法”喷雾热解制备氧化镁的热解反应器,并优化反应器结构。与传统的“两步法”相比,“一步法”工艺简单,所需设备数量较少,设备产生热值高,生产成本及运行成本低等优势。基于此目的,本文将对饱和六水氯化镁热解参数、热解反应器设备参数及热解反应器机械特性三个方面进行分析。通过计算热解反应的物料变化、气量消耗、反应时间及颗粒受力等参数确定热解反应器的基础高度和基本直径。基于欧拉-拉格朗日理论建立热解反应器内部结构模型并作实验分析,并将验证后的数学模型作结构型式与结构参数的调整,之后通过正交优化法得出最优热解反应器结构。建立热解反应器有限元模型对反应器的关键部件——炉盖升降轴作机械校核,确保热解反应器运行的可靠性。研究结果表明:结构优化后的反应器在热解过程中的平均温度可达881.9K,相较于初始结构的平均温度提高了17%。同时促进了内部气流循环,大大减少了形成局部低温的空间,缩小了与低温区的温差。在解决“镁害”问题的同时,降低了能源消耗,对国家可持续发展战略具有一定意义。