硫化氢是危害性极强的毒性气体，也是恶臭气体的主要成分之一。我国天然气中普遍含有硫化氢，并且随着大规模的勘探开发，含硫化氢的油气井将愈来愈多，研究开发先进、经济和适合我国国情的天然气脱H₂S技术是我国今后实施能源战略必须解决的问题。利用氧化亚铁硫杆菌代谢作用中能快速氧化Fe²⁺为Fe³⁺的特点来脱除H₂S的新型湿法脱硫技术是目前H₂S脱除技术的一个研究热点。本文立足于课题组前面研究者的实验数据及理论基础，利用自行设计构建的有机玻璃小试鼓泡气液吸收装置进行了微生物培养液脱除模拟天然气中H₂S的实验，研究了通气量、H₂S进气浓度等因素对脱硫的影响；对微生物培养液脱H₂S后的副产物硫磺的相关性质进行了测定分析；最后探讨了pH、初始Fe³⁺浓度、硫磺、硫酸钠浓度等因素对生物氧化再生Fe³⁺的影响，以期为天然气中H₂S的脱除提供一种新的处理方法和工艺。根据微生物培养液吸收脱除H₂S气体的特点，通过理论分析计算构建了气液鼓泡吸收塔，并进行了相关性能的测试。结果表明该气液吸收塔具有较好的传质系数和脱硫效率，设计基本上能满足实验要求；影响气液鼓泡塔传质效率的因素较多，通过增加气流速度、增加开孔数、减小孔径、在一定压力范围内增加吸收液柱高度可提高气液传质系数。利用氧化亚铁硫杆菌培养液和硫酸铁溶液，通过气液鼓泡反应器在初始[Fe³⁺]=10 g·L^-1、pH=2.0、室温（20℃）条件下进行了模拟天然气中H₂S的脱除实验，实验结果表明：通气量对微生物培养液脱除H₂S有较大的影响，当通气量为0.4 L·min^-1、吸收液为800mL时，气液具有较高的反应速率，微生物培养液对H₂S的脱除效果也较好，初始脱硫率可保持在99.6％以上，此时净化尾气中H₂S的含量为285.9mg·m^-3；进气中H₂S的浓度对微生物培养液脱硫有较大的影响，H₂S进气浓度较大时，脱硫率较高，但是同时净化尾气中H₂S含量也较高；进行高浓度H₂S气体脱除时可通过串联多级反应器来降低净化尾气中H₂S浓度，以使天然气达到民用或工业用气的要求；采用微生物培养液脱H₂S要比单纯使用酸性硫酸铁溶液脱H₂S的效果要好；微生物培养液脱H₂S过程中，Fe³⁺离子起着主要作用，但在微生物培养液中的细菌细胞、细胞代谢产物以及培养环境共同作用下，可以使脱硫率提高几个百分点，并能较长时间维持在一个较高的值。对微生物培养液脱H₂S后的副产物硫磺的相关性质进行了测定分析，以期为工业应用中硫磺回收工艺的设计提供参考，实验结果表明：微生物培养液脱H₂S后的副产物硫磺颗粒不溶于水，微溶于乙醇，完全溶于二硫化碳和四氯化碳，密度为1.90 g·cm^-3，熔点为121℃；该颗粒为不规则球形，在溶液中极易发生团聚现象，加入分散剂后测得平均粒径为5.09μm；该副产物硫磺具有亲水性，在工业应用上优于具有疏水性的升华硫和酸性Fe₂（SO₄）₃溶液脱H₂S产生的硫；该副产物硫颗粒在溶液中的沉降速度为0.125×10^-2 m·s^-1。探讨了pH、初始Fe³⁺浓度、硫磺、硫酸钠浓度等因素对生物氧化再生Fe³⁺的影响，结果表明：生物氧化再生脱硫液的最适初始pH为1.8；Fe³⁺对细菌生长有抑制作用，初始浓度低于1.5 g·L^-1时对细菌抑制作用较小；硫磺的存在对Fe²⁺的生物氧化有很大的影响，当硫磺浓度低于2 g·L^-1时，对细菌氧化Fe²⁺的影响较小；硫酸钠浓度低于15 g·L^-1时，对Fe²⁺的生物氧化几乎没有影响，通过驯化后，细菌可以耐受更高的硫酸钠浓度。