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本文以察尔汗盐湖水氯镁石为原料,采用喷雾热解技术制备氧化镁,工艺简单,产品纯度高,环境友好。根据其热解机理、实验数据及基本工艺参数对水氯镁石喷雾热解制备氧化镁工艺进行了设计计算,由水氯镁石配制的饱和卤水处理量10L/h,热风进出反应器的温度分别为700℃、300℃的条件下,氧化镁产量为1.82kg/h,热解过程的能量消耗42389.6 kJ/h,所需反应器的直径D=0.83m,高度H=2.8m,并对整个热解工艺所涉及的设备如雾化喷嘴、流体输送机械、燃烧及控制系统、旋风分离器、降膜吸收塔等进行了设计选型。结合工艺设计的结果,组建了一套喷雾热解反应装置,并开展水氯镁石喷雾热解的实验研究,考察了热解温度、进料量等参数对热解过程的影响,获得了反应器内的温度分布及产品的粒度分布,通过XRD、SEM等手段对产品加以分析表征,在燃烧区温度730℃,进料量4L/h条件下制得了平均粒度约100μm的高纯氧化镁颗粒产品,而在温度约为400℃的反应器中部区域获得了晶须状的Mg2(OH)3C·14H2O中间产物,其晶须长度达30μm。采用CFD数值计算方法研究了喷嘴雾化过程和反应器内的流场、热场分布。考察了0.3MPa、1.5MPa、5MPa等不同雾化压力,酒精、燃油、水等不同性质流体对雾化效果的影响,结果表明在一定范围内压力的提高有助于雾化液滴的运动,在计算结果中水在1.5Mpa的雾化效果最佳；而黏度的提高不利于液体的雾化和液滴的运动。同时获得了反应器内的基本流场和热场分布,在反应器内垂直方向存在三个温度约为900K、770K、720K且范围较大的恒温区(1200K进风温度时),与实验结果比对,具有较好的一致性,为雾化喷嘴的选型、反应器结构优化及考虑热质传递、液滴聚并、碰撞等过程的喷雾热解全流程模拟提供了模型与数据基础。