随着我国新能源开发的展开,沼气作为一种新能源,其开发利用显得日益重要,尤其是在广泛的农村地区,进行沼气能源的开发,对生态保护具有不可替代的重要意义。但沼气中含有一定量的硫化氢气体,而硫化氢气体具有腐蚀性、毒性强、污染环境、腐蚀金属、危及人类健康和生命,属严格控制的危险气体。目前对于广大农村众多分散、小规模的家用沼气系统,还没有经济实用的脱硫系统。因此研究适合家用沼气系统的脱硫工艺具有一定的现实意义。根据金属离子M2+与S2-生成低溶度积MS沉淀的原理,提出以Zn²⁺溶液吸收H₂S生成ZnS沉淀实现高效脱硫,继而利用吸收液中Fe³⁺的氧化性氧化ZnS制取硫磺实现硫资源的回收并同时释放出脱硫沉淀剂Zn²⁺。然后用电解氧化的方法再生出吸收过程消耗的Fe³⁺,实现脱硫组分的再生循环。本文第一部分用含有ZnCl2、FeCl3和一定助剂的混合溶液作为吸收剂,在自制的筛板鼓泡吸收管中进行吸收实验。考察了各单因素对脱硫效率的影响,确定了Zn/Fe体系适宜的反应条件。在实验室有限条件下,脱硫效率均达到了99.6%以上,脱硫后的沼气中硫化氢含量低于20mg/m3,达到了国家煤气中硫化氢含量标准。吸收液对H₂S的选择性高,生成的硫磺颗粒大、易分离、纯度高。第二部分,对脱硫机理进行了热力学和电化学分析。热力学分析表明,Zn²⁺可以快速、高效的脱除H₂S,是一种理想的沉淀H₂S的金属离子;ZnS/S体系电化学分析表明,Fe³⁺能够有效氧化ZnS制取硫磺。而用双膜理论对吸收的动力学研究表明,Zn²⁺沉淀H₂S属气膜控制的瞬间不可逆反应。第三部分则研究了Fe³⁺的电解氧化过程。实验分别考察槽电压、阴极液中H+浓度、搅拌速率和电解反应温度对电解电流密度的影响,并对实验数据进行因次分析,得到电解反应的动力学方程:吸收液等电量电解再生后,其成分恢复到初始水平,吸收液可以重复多次循环使用。