Der Mannheimer Ofen, auch Kaliumsulfat-Reaktionsofen genannt, ist die Kernanlage zur Herstellung von Kaliumsulfat nach dem Mannheimer Verfahren. Der gesamte Ofen besteht aus einer Brennkammer (Heizkammer), einer Reaktionskammer, einem Rührer, zwei Brennern (Düsen), einer Zuführung und einer Auslassöffnung.
Der Mannheimer Ofen besteht aus hochtemperaturbeständigen feuerfesten Steinen, Isoliersteinen und gewöhnlichen roten Ziegeln, und die Ofendecke ist mit Isoliersteinen und Asbest isoliert. Der Reaktor verfügt über zwei Hohlräume, wobei der elliptische Hohlraum in der Mitte als Reaktionskammer dient. Über eine Zuführeinrichtung werden Schwefelsäure und Kaliumchlorid gleichmäßig in die Reaktionskammer des Mannheimer Ofens eingespeist. Der Hohlraum der Reaktionskammer ist die Brennkammer, die mit einer Brenndüse ausgestattet ist. Die vom Brennstoff freigesetzte Wärme erwärmt indirekt die Reaktionskammer. In der Kammer befindet sich ein Rührrechen, der sich während der Reaktion mit 1-2 U/min dreht und kontinuierlich Schwefelsäure und Kaliumchlorid mischt, um Kaliumsulfat und Chlorwasserstoffgas zu erzeugen. Beim Rühren wird Kaliumsulfat durch den Rührrechen herausgedrückt und das Chlorwasserstoffgas zurückgewonnen und verwertet.
Schwefelsäure und Kaliumchlorid werden über eine Zufuhreinheit gleichmäßig in die Reaktionskammer des Mannheimer Ofens eingebracht. Die Brennkammer stellt eine große Menge Wärmeenergie für die in der Reaktionskammer reagierenden Materialien bereit. Bei kontinuierlichem Rühren mit einem Rührer nehmen die Reaktanten Schwefelsäure und Kaliumchlorid eine große Wärmemenge auf und erzeugen Produkte wie Kaliumsulfat und HCl-Gas. Beim Rühren mit einem Rührer wird Kaliumsulfat herausgedrückt.