本发明公开了一种铁盐自循环脱硫厌氧反应器。反应器主体设有厌氧反应系统和铁盐脱硫系统；厌氧反应系统设有布水区、反应区、分离区和回流区；铁盐脱硫系统设铁盐脱硫区和铁盐再生区。反应区产生的硫化氢经分离区导入铁盐脱硫区，由三价铁将其氧化成单质硫，产物二价铁导入铁盐再生区，氧化成三价铁后自流至铁盐脱硫区，实现铁盐循环利用。本发明融厌氧反应系统与铁盐脱硫系统于一体，可防止H₂S外泄所致的空气污染；氧化H₂S为单质硫，可回收硫资源；循环利用铁盐，可减少脱硫剂消耗量；以三价铁代替氧气进行脱硫，可降低甲烷与氧气混合所致的爆炸风险，实现安全生产。