新型锰矿还原设备的研究，能够解决我国锰资源的需求问题，提高国际竞争力，对我国经济持续可协调性发展具有重要的意义。本文设计一种利用生物质还原矿粉级二氧化锰的生产设备。通过ANSYS软件对反应回转窑进行有限元分析，研究了反应回转窑设计中的关键问题。论文主要完成以下工作：1）根据锰矿还原技术要求，制定了锰矿还原系统工艺流程图。分析了生物质及二氧化锰矿粉在不同工艺流程中的物料特性。针对物料的不同阶段，提出了多种物料输送方式。通过对多种输送方式的比较，研究出一套以生物质为还原剂将二氧化锰矿粉还原成一氧化锰的工艺系统设备。2）设计了反应回转窑结构。根据反应阶段的物料特性，设计出四种反应窑结构，并对四种设计方案对比分析，确立了反应回转窑的最终结构。计算了回转窑的内部结构设计参数，同时对反应回转窑的重要零部件进行了设计，包括滚圈、挡轮、窑头罩与窑尾罩等。并为回转窑选择了合适的润滑方式。3）设计了一种回转窑端部弹性密封装置。该密封装置具有耐磨性能好，耐高温，密封效果好，且结构简单的优点。降低了因窑体形位公差变化和运转时的窜动对密封效果带来的负面影响，对提高窑内温度和减少窑内热量散失起到了积极作用。4）利用ANSYS软件对反应回转窑进行有限元分析，包括支承位置的选取，滚圈变形及托轮接触问题，更深入地分析了托轮位置对回转窑的影响及滚圈等重要零部件的受力情况和失效方式。为回转窑的安全运作及可靠性提供了保证，也为今后回转窑的结构更新提供了理论指导。5）研究了反应回转窑的温度控制方法。根据工艺流程的温度需要，反应回转窑的保温方式采用窑体外包裹玻璃纤维层的方法，此外热电偶及其数字显示设备跟踪监控反应回转窑的温度，大大地改善了系统的可控性。