农业有机废弃物的无害化、资源化利用,对于缓解环境和资源之间的矛盾具有十分重要的作用。堆肥作为一种农业有机废弃物安全有效的处理方式,能够减轻农业有机废弃物对土壤、水源和大气的污染,并且实现了废弃物向资源的转化,有利于减少农用化肥的施用。因此,针对农业有机废弃物处理现状和发展方向,研制符合我国国情且操作简单的堆肥反应器,具有很大的现实意义。本论文设计了一种自动加热、搅拌的超高温堆肥反应器,主要研究内容及结论如下:（1）堆肥反应器总体方案设计。结合超高温堆肥工艺和堆肥反应器的功能和性能要求,以卧式堆肥反应器作为超高温堆肥反应器的设计方案,为满足搅拌均匀和传热性能要求,确定以双螺带式作为搅拌器型式,U形整体夹套作为堆肥反应器传热元件。（2）堆肥反应器关键部件设计和仿真分析。在堆肥反应器整体方案的基础上,确定了反应器的主要设计参数,其中设计容积为1 m3,夹套内设计温度为140℃;经过理论计算并查阅搅拌器设计手册,确定了反应器身和搅拌器的相关尺寸,其中筒体内径为856 mm,筒体长度为1800 mm,筒体高度为950 mm,夹套层内径为956 mm,夹套高度为1050 mm,搅拌器大螺带直径为850 mm,螺距为1700 mm。对夹套传热面积进行了校核,传热面积达到了设计要求;基于Ansys对搅拌器进行了模态仿真,得到搅拌器临界转速为1200 r/min,根据搅拌和加热性能要求取搅拌速度为120 r/min;运用Fluent对反应器搅拌过程进行模拟,得到搅拌功率约为12.81 k W,对反应器内速度场进行分析,结果表明搅拌器能够实现物料的均匀搅拌,并且单向转动时利于出料,验证了反应器设计方案能够满足功能和性能要求。（3）堆肥反应器控制系统设计与仿真分析。在堆肥反应器总体方案和关键零部件结构的基础上,对比常用控制系统方案后确定了以气动回路控制进料口和出料口状态,时间继电器控制堆肥反应时间,正反转控制器控制搅拌器间歇搅拌,温控器控制导热油的加热,并经过理论计算和分析完成了对各元器件的选型。完成了对气动控制回路和控制电路的设计,并在自动化仿真软件Automation Studio对气压回路和电路进行仿真,仿真结果表明该控制系统方案满足设计要求。（4）堆肥反应器试制与验证试验。完成样机试制后通过堆肥对反应器效果进行验证,堆肥过程中反应器内的温度和湿度变化结果表明设备能够稳定运行,且加热速度快,传热性能较好;测量堆肥的含水率、p H值、电导率以及氮磷钾含量等指标,结果表明堆肥各指标均达到了有机肥腐熟的要求;使用堆肥和经过21天自然放置的两种堆肥进行种子发芽试验,结果显示种子发芽率、植株茎长与育苗基质接近,同时种子发芽系数均达到了堆肥无害化的要求,并且堆肥经过自然放置后种子发芽率、植株茎长和种子发芽指数有所提高,表明堆肥能够满足植物生长发育要求。经过以上试验验证了堆肥反应器的可行性,且堆制的有机肥质量达到要求。