煤炭、石油、天然气等燃料中含有大量的有机与无机硫, 大气中SO2的排放主要来自燃料的燃烧，其中煤燃烧释放出的SO2占总排放量的三分之二, 因而在燃烧过程中控制产生SO2是能源工业中非常重要的问题。理想的脱硫技术是要从根本上降低煤燃烧后烟气向大气排放的SO2量。在目前可以采取以下三种方法进行脱硫处理：煤燃烧前进行脱硫处理、煤燃烧过程中进行脱硫处理、煤燃烧后进行脱硫处理。
一、燃烧前脱硫技术
燃烧前脱硫技术主要是指煤炭选洗技术，应用化学或物理方法去除或减少原煤中所含的硫分和灰分等杂质，从而达到脱硫的目的。即：在煤矿区或某供煤站设洗煤厂，将煤中含硫的矿物质冼掉，供给用户的是低硫煤、洁净煤。
燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化等。物理洗选煤法脱硫最经济，可除去大部分的黄铁矿硫，但只能脱无机硫，且会造成煤炭资源和水资源的浪费。物理选洗因投资少、运行费用低而成为广泛采用的煤炭选洗技术。生物化学法脱硫不仅能脱无机硫，也能脱除有机硫，但生产成本昂贵。目前，化学洗选技术尽管有数十种之多，但因普遍存在操作过程复杂、化学添加剂成本高等缺点而仍停留在小试或中试阶段，尚无法与其他脱硫技术竞争，距工业应用尚有较大距离。燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟，煤的气化和液化还有待于进一步研究完善，有的技术如微生物脱硫等正在开发研究。尽管还存在着种种问题，但其优点是：能同时除去灰分，减轻运输量，减轻锅炉的沾污和磨损，减少电厂灰渣处理量，还可回收部分硫资源。
我国当前的煤炭入洗率较低，2005年大约在20%左右，而美国为42%，英国为94.9%，法国为88.7%，日本为98.2%，提高煤炭的入洗率能显著改善燃煤SO2污染。然而，物理选洗仅能去除煤巾无机硫的80%，占煤中硫总含量的25%～ 30%，无法满足燃煤SO2污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。
二、燃烧过程中脱硫技术
当煤在炉内燃烧的同时向炉内适当位置喷人脱硫剂，称为燃烧中脱硫。常用的脱硫剂有石灰石、白云石，也有用熟石灰和生石灰的。脱硫反应温度较高，一般在800～1250℃的范围内。常用技术有一下几种。
煤粉炉直接喷钙脱硫技术
炉内喷钙脱硫技术早在20世纪60年代就己经开始研究，由于其脱硫效率没有湿法烟气脱硫(WFGD)高，故在较长一段时间内没有得到工业应用(目前一些国家，特别是发展中国家的有关环保法令只要求对燃煤排放的SO2有中等程度的排除)。这一方法具有投资省，装置简单，便于改造且能满足一般环保要求，所以受到人们的关注。单纯的炉内直接喷钙脱硫效率只能达到30%-40%，如再与尾部活化器增湿或与添加催化剂等技术相结合，其脱硫效率可达70%以上，具有广阔的发展前景。
流化床燃烧脱硫技术
在流化床中，煤与粉碎的石灰石一起随同热风进入锅炉，煤和石灰石悬浮在燃烧空气中。当煤燃烧时，燃料中的硫释放出来被石灰石吸收，达到脱硫的目的。流化床的燃烧温度(800-950℃)恰好是石灰石脱硫的最佳温度。该技术可以减少二氧化硫排放80%以上。另外，低的燃烧温度可以大幅度降低NOX的生成。因此，流化床锅炉无需加污染控制设备即可达到硫氧化物和氮化物的排放标准。
流化床燃烧脱硫技术包括常压鼓泡流化床燃烧技术、常压循环流化床、增压鼓泡流化床燃烧技术与增压循环流化床燃烧技术。其中前三类已得到工业应用，增压循环流化床燃烧技术尚在工业试验阶段。
型煤燃烧固硫技术
型煤燃烧固硫是将粉煤、固硫剂和粘结剂等混合挤压成形入炉燃烧，燃烧时产生的SO2部分吸收固定于灰渣中，达到脱硫目的。
型煤燃烧固硫工艺简单，投资及运行费用低，不仅可以脱硫，还可节煤和减少烟尘排放，但因SO2与固硫剂接触时间太短而导致脱硫率偏低，固硫率一般在5O%左右。
水煤浆燃烧技术
水煤浆是20世纪70年代发展起来的一种以煤代油的新型燃料。将灰份小于10%，硫份小于0.5%的挥发份高的原料煤，研磨成250-300微米的细煤粉，按煤70%，水30%的比例，再加入0.5%～1.0%的分散剂(保证其流动性)和0.02%-0.1%的稳定剂配制而成。水煤浆可以象燃料油一样运输、贮存和燃烧。燃烧时，水煤浆从喷嘴高速喷出，雾化成50-70微米的雾滴，在预热到600-700℃炉膛内迅速蒸发，并伴随微爆，煤中挥发份析出而着火，其着火温度比煤粉还低100℃。
三、燃烧后脱硫(烟气脱硫)技术
烟气脱硫技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2，并使其转化为稳定的硫化物或硫。最早的烟气脱硫技术在本世纪初就已经出现。近几十年来，国外工业烟气脱硫装置的应用发展很快。我国近十多年来也开展了烟气脱硫技术的研究。烟气脱硫技术的种类非常多，按脱硫的方式和产物的处理形式可分为干法，半干法和湿法三大类。
干法脱硫工艺
干法脱硫工艺利用粉状或颗粒状吸收剂，通过吸附、催化反应或高能电子电解等作用除去烟气中的SO2.反应在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应物亦为干粉状，不存在腐蚀和结垢等问题.相对于湿法脱硫技术，干法脱硫技术具有耗水量少、不造成二次污染、硫便于回收等优点;但由于气固反应速率较低，致使脱硫过程空速低、设备庞大，脱硫率不及湿法。
半干法烟气脱硫
半干法烟气脱硫是以水溶液或浆液为脱硫剂，生成的脱硫产物为干态的脱硫工艺。半干法兼有干法与湿法的一些特点，是脱硫剂在干燥状态下脱硫在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程)或者在湿状态下脱硫在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是后者，既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优点。
典型工艺有喷雾干燥法和吸着剂喷射法。
喷雾干燥法
喷雾干燥法是2O世纪7O年代中后期发展起来的脱硫新技术，其基本原理是利用快速离心喷雾机将吸收剂喷射成极其细小且均匀分布的雾粒，雾粒与热烟气接触，一方面吸收剂吸收烟气中的SO2，另一方面水分迅速蒸发而形成含水量很低的固体灰渣，从而达到净化烟气中SO2的目的，脱硫率可达75%～90%。该方法具有设备简单、投资小、运行维护方便及运行费用低等优点，从而得到较广泛的应用，约占总装机容量的1O%，大多用于低硫和中硫煤的中小容量机组。
吸着剂喷射法
吸着剂喷射法按所用吸着剂的不同可分为钙基和钠基工艺。吸着剂可以是干态、湿润态或浆液，喷入部位可以为炉膛、省煤器或烟道。当Ca/S为2时，脱硫效率可达50%～70%，钙利用率达50%。该方法比较适合老电厂改造，因为在电厂排烟流程中不需增加任何设备就能达到脱硫的目的。吸着剂喷射工艺目前占总装机容量的3.2% ，其中89% 用于燃煤含硫量<2% 的机组。
湿法脱硫技术
湿法烟气脱硫是采用液态吸收剂洗涤烟气，经化学反应吸收烟气中的SO2，该技术的关键是脱硫剂的选择和脱硫塔的结构设计。
当前世界上已开发的湿法烟气脱硫技术主要有石灰石一石膏湿法、双碱法、氧化镁法及氨法等。据国际能源机构煤炭研究组织调查表明，湿法烟气脱硫占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%，其中石灰石法占36.9%，其他湿法烟气脱硫技术约占48.3%。
石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术
石灰石一石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙(石膏)，脱硫后的烟气从烟囱排放。
吸收过程是在吸收塔内进行，主要反映如下：
石灰浆作吸收剂 Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
石灰石浆液吸收剂 CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO3·1/2H2O+CO2
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O=Ca(HSO3)2
由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应：
2CaSO3+1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O
氧化过程在氧化塔内进行，主要反映如下：
2CaSO3+1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O
Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O= CaSO4+SO2
海水脱硫技术
海水脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2 的一种脱硫工艺。天然海水通常呈碱性, 这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2 的能力。
海水脱硫工艺主要由烟气系统、吸收塔系统、供排海水系统、海水恢复系统等四部分组成。在吸收塔内, 海水采用一次直流的方式吸收烟气中的SO2, 因烟气和海水中的O2 有限, 大部分SO2与水生成亚硫酸根离子SO32- 和氢离子H+, 少部分SO2与水和溶于海水中的氧生成硫酸根离子SO42- 和氢离子H+。H+显酸性, 海水中H+浓度的增加, 导致海水pH 值下降成为酸性。吸收塔排出的酸性海水依靠重力自流到海水恢复系统。
在海水恢复系统的曝气池中鼓入大量的空气,使海水中得SO32- 与空气中的氧气反应生成硫酸根离子SO42-。鼓入过量空气不仅确保SO32- 到SO42- 的氧化过程的完成, 还加速了二氧化碳的生成释放,有利于中和反应, 使海水中溶解氧接近饱和水平。在曝气池中利用海水中的碳酸根CO32- 和碳酸氢根HCO3-中和吸收塔排出的H+, 使海水中的pH 值恢复到允许排放的水平。[10]
双碱法烟气脱硫技术
双碱法烟气脱硫工艺是为了克服石灰石/石膏法容易结垢的缺点而发展起来的。它先用碱金属盐类如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收SO2后的溶液再生，再生后的吸收液再循环使用，最终产物以亚硫酸钙和石膏的形式析出。
与石灰石或石灰湿法相比，钠碱双碱法原则上具有如下优点：①用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养;②吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外，减少了塔内结垢的可能性，因此可以用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋塔，从而减小吸收塔的尺寸及操作液气比，降低脱硫成本;③脱硫效率高，一般在90%以上，缺点是Na2CO3氧化副反应物Na2SO4较难再生，需不断向系统补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量，另外，Na2CO4的存在也将降低石膏的质量。
氧化镁法烟气脱硫技术
氧化镁法脱硫技术的工艺为：90%通过325目筛的氧化镁在熟化罐中配置成浓度为20%～25%的氢氧化镁浆液，由浆液泵打入吸收塔内。燃煤锅炉烟气由增压风机送入吸收塔。该塔为垂直、循环、对流且装有格栅的吸收塔。塔内的一组喷淋母管将吸收浆液采用液柱式喷入烟气中。吸收塔下部的浆液槽内的氧化系统将反应生成的HSO3-氧化成SO42-，然后与氢氧化镁浆液反应生成MgSO4浆液。在喷淋母管下面的格栅加速了烟气流在喷淋塔内的SO2脱除反应。净烟气将通过除雾器，以除去所含的水滴，经升温后由烟囱排入大气，吸收塔排出的产物浆液在氧化槽中，未氧化的MgSO3被进一步氧化成MgSO4，同时在氧化槽内进行PH值调整，在槽中加助滤剂(硅藻土)后泵入真空或压力式悬浮固体过滤设备进行过滤和脱水，废水进入处理系统。
氨法烟气脱硫技术
氨是一种良好的碱性吸收剂，其碱性强于钙基吸收剂。用氨吸收烟气中的SO2是气液或气气相反应，反应速率快，吸收剂利用率高，吸收设备体积可大大减小。另外，其脱硫副产品硫酸铵在某些地区可作为农用肥料。
湿法氨水脱硫工艺包括一台处理烟气的装置，经除尘的烟气先经过热交换器，从上方进入洗涤塔，与氨气并流而下，氨水落入池中，用泵抽入吸收塔内循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入另一台洗涤塔脱除SOx，之后在进入一座高效洗涤塔，将残存的盐溶液洗涤出来，最后经热交换器加热后的清洁烟气排入烟囱。
该工艺的主要技术特点是：①脱硫效率高，能满足任何当地的环保要求;对烟气条件变化适应性强;②副产物为直径0.2～0.6mm的硫酸铵晶体，在某些地区可作肥料;③整个系统不产生废水或废渣;④能耗低;⑤对安全运行有高可靠性和适用性 。
