CFB锅炉技术的一大优点，是可以通过将石灰石粉直接喷入炉膛，实现炉内脱硫。因此，与常规煤粉锅炉尾部烟气脱硫（FGD）相比，脱硫系统相对简单、系统运行稳定可靠，运行和维护成本低。国内外的大量试验研究及大型CFB锅炉实炉运行结果均表明，CFB锅炉通过向炉内添加石灰石脱硫，SO2排放浓度能够满足部分地区的环保要求。
目前，国内外CFB锅炉均通过向炉内直接添加石灰石粉来控制SO2排放。投入炉内的石灰石在高温条件下煅烧发生分解反应生成氧化钙，然后在炉内850℃左右的条件下，氧化钙、SO2和氧气经过化学反应生成硫酸钙，化学反应方程式为：
CaCO3→CaO+CO2 （分解反应）
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 （固硫反应）
在CFB锅炉燃烧条件下，石灰石经煅烧后生成CaO，由于CO2溢出，在固体颗粒的表面及内部形成一定的孔隙，为SO2向颗粒内部扩散及固硫反应的发生创造了条件。
CFB锅炉炉内脱硫效率的高低，受到诸多因素的影响。包括石灰石的脱硫反应活性、石灰石粒度分布、石灰石中CaCO3 含量高低，入炉煤的发热量和含硫量、锅炉分离器的分离效率、锅炉的运行参数如床温、总风量等。炉内脱硫效率的高低直接影响石灰石消耗量。而石灰石输送系统的可靠性和出力将直接影响锅炉的脱硫效果。
