絡合鐵脫硫工藝為脫除硫化氫提供了一種恒溫、低成本的運行方法。其化學反應原理是利用空氣中的氧氣氧化氣相中的硫化氫，使硫化氫被氧化為單質硫。其化學反應方程式如式(1)：
H2S + 1/2O2 → H2O + S （1）
絡合鐵脫硫催化劑利用水溶液中絡合鐵離子的氧化還原性，使含硫化氫氣體與含絡合鐵催化劑的水溶液（簡稱絡合鐵吸收劑，下同）進行氣液相接觸反應。該氣液相接觸反應首先通過水溶液的偏堿性，在氣液接觸時通過酸堿化學吸收將原料氣中的硫化氫吸收進入水溶液；在水溶液中，利用高價絡合鐵離子的氧化性將硫化氫氧化成單質硫，絡合鐵離子被還原為低價絡合亞鐵離子。絡合鐵離子水溶液的吸收氧化反應方程式（2）～（5）如下：
水溶液吸收H2S氣體：
H2S(g) + H2O(L)H2S(L) + H2O(L) （2）
式中：（g）——氣相，下同；
（L）——液相，下同
H2S電離：
H2S(L)H+ (L)+ HS-(L) （3）
高鐵離子(Fe3+)氧化二價硫：
HS-(L)+ 2Fe3+(L) → 2Fe2+(L) + H+(L) + S↓ （4）
吸收氧化總反應方程式 (即方程式(2)，(3)，(4)疊加)
H2S(g) + 2Fe3+(L) → 2H+(L) + S↓+ 2Fe2+(L) （5）
水溶液中絡合亞鐵離子容易被氧氣氧化，因此，將絡合亞鐵離子溶液直接與空氣進行氣液相接觸反應，利用空氣中的氧氣將水溶液中的絡合亞鐵離子氧化為絡合鐵離子。絡合亞鐵離子水溶液的再生還原反應方程式如下：
再生還原總反應方程式
1/2O2(g) + H2O(L) + 2Fe2+(L) → 2OH-(L) + 2Fe3+(L)
在總反應中，絡合鐵離子的作用是將吸收反應中產生的電子釋放到再生反應中去，由于每一個單質硫的產生需要消耗兩個鐵原子，所以在反應過程中，至少提供兩個鐵原子。由此，鐵離子是作為反應物。不過，在總反應中并不消耗鐵離子，鐵離子是作為硫化氫和氧氣反應的催化劑。由于這種雙重功能，鐵離子絡合物一般被定義為催化劑。
