本发明公开一种半连续式的氨化秸秆与沼渣夹心式混合发酵装置，包括发酵罐、沼液循环管路以及发酵供料装置，所述发酵罐内的发酵物料由若干个沿着竖直方向排列的发酵单元组成，每个发酵单元包括自上而下排列的氨化秸秆层、生物炭层以及沼渣层；所述发酵罐的顶部设有进料口和出气口，底部设有出料口；所述沼液循环管路的一端连接在发酵罐的出液口处，另一端连接在发酵罐的进液口处；所述发酵供料装置通过连接至发酵罐的进料口的供料管依次将沼渣、生物炭以及氨化秸秆输送至发酵罐中。该混合发酵装置通过将沼渣与氨化秸秆进行混合发酵，优化物料配比，提高产气效率，同时采用沼液循环喷淋的方式，无需搅拌，操作简单，投入成本低。