近年来，由于能源短缺和环境污染的影响愈加明显，节能减排不论在国内还是国外，政府都额外的予以重视。管式真空提纯炉作为一种先进的实验设备，它在金属，纳米材料，多晶硅等的提纯中都有广泛的运用。但是，管式真空提纯炉也是一种高耗能的设备。它在工作中，将电能转化为热能来进行相关材料的加热，进行相关的操作。本文依据工业电阻炉设计手册，真空电阻炉的设计等理论及相关的标准，对管式真空提纯炉进行了功率的确定，电热元件的计算，炉膛尺寸的确定，炉衬材料包括耐火材料和保温材料的选取，以及炉塞和料盘的设计等。又根据管式真空炉的工况要求和真空系统的设计原理，对管式真空炉的真空系统和温度控制系统进行了相应的计算和设计。然后，我们利用有限元法，结合管式真空提纯炉自身的特点，利用ANSYS软件，对管式真空提纯炉的炉衬材料进行了热分析，得出了在稳定工作条件下的温度场分布及其特点，分为两层，靠近电热元件的一层温度较高，传热方式主要以辐射为主；靠近炉壳的这层，传热方式主要是以热传导为主。同时，我们还根据热力学第一定律，对管式真空提纯炉整个系统建立了能量利用过程的物理及数学模型，进行了热平衡分析，分析了整个装置工作中能量的利用状况。再根据前文中ANSYS热分析和热平衡分析的结果，结合传热学、热力学等学科的相关原理和知识，和工业上的节能技术和手段，对管式真空提纯炉能量损耗严重的部分，提出了几条能提高管式真空提纯炉的能量利用效率的技术手段；并通过相关的理论知识进行讨论分析，提纯管式真空提纯炉可以在工业生产上得以利用的节能改造方案。