秸秆有机废弃物是一种可被利用的再生资源,用途十分广泛,既可以用作工业原料、建材、发电,也可以用作饲料和农业肥料,但是长期以来,人们对秸秆资源的利用认识不足,加之相关设备和工艺不够完善,导致秸秆资源被随意抛弃、焚烧,由此带来了一系列的问题,如资源浪费、环境污染等。因此,研究秸秆资源化处理设备与工艺具有非常重要的现实意义。目前,秸秆好氧堆肥法是处理秸秆资源化利用最有效的方式之一,不仅能够解决我国资源紧缺和资源约束的问题,而且有助于保护环境,实现农业可持续发展。本文针对当前的秸秆堆肥系统发酵周期长,利用率低,发酵效果不理想等问题,开发设计一种发酵时间短、发酵质量高、易于安装摆放、易搬移的高效卧式双轴发酵系统,实现对秸秆资源的转化,并对其关键工艺进行改进,主要内容和研究成果如下:(1)根据发酵工艺与要求,确定了秸秆资源化发酵设备的总体外形和主要尺寸;对双轴加温搅拌系统的结构形式进行了设计;通过搅拌叶片的受力模型计算出了搅拌系统阻力矩和驱动功率;对通风系统、喷淋系统以及上料与卸料系统进行设计,最终完成了卧式双轴发酵箱机械系统的结构设计。(2)运用离散单元法分析了颗粒物料的混合模型和混合机理,通过相似理论建立了卧式双轴发酵箱的几何模型和颗粒模型,确定了相关的模拟参数,并进行了验证,选择接触系数法作为物料混合均匀度的评价标准。(3)对影响卧式双轴发酵箱内发酵物料与菌种混合性的关键工艺参数进行了研究,如双轴搅拌方向、装料顺序、填充率和颗粒大小。结果表明,颗粒大小对物料的混合速率影响最大,填充率对物料最终的混合均匀性影响最大,而双轴搅拌方向、装料顺序等工艺对物料的混合特性影响较小。(4)根据秸秆发酵的工艺流程,对卧式双轴发酵箱控制系统的总体方案进行设计,包括硬件系统、软件系统以及操作面板。(5)完成了卧式双轴发酵箱试制、安装以及调试过程,最终设备各部件运行情况正常,达到了预期的发酵要求,从而实现了秸秆等有机废弃物的资源化利用。