本发明所提供的一种组合式天然气净化厂低浓度酸气处理装置及方法，包括固相直接氧化反应和液相氧化反应，所述固相直接氧化反应和液相氧化反应串联连接，所述固相直接氧化反应的二级硫冷凝分离器与所述液相氧化反应中的尾气冷凝器相连接。解决了天然气净化厂处理低浓度酸气处理硫回收率低和运行成本高的问题，总硫回收率达到99.9%，充分利用新型氧化催化剂选择性，提高硫回收率，回收高品质硫磺；低硫容酸气通过液相氧化工艺保证排放气达标降低运行成本。