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烟气中的NO2实质上是酸性的，可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除NO2。烟道气脱硝最常用的碱性物质是石灰石、生石和熟石灰。有时也用碳酸纳、碳酸镁和氨等其它碱性物质。所用的碱性物质与烟道气中的NO2发生反应，产生了一种亚硝酸盐和硝酸盐的混合物。亚硝酸盐和硝酸盐间的比率取决于工艺条件，在某些工艺中，所有亚硝酸盐都转化成了硝酸盐。NO2与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生（湿法烟道气脱硝技术），或在固体碱性物质的湿润表面发生（干法或半干法烟道气脱硝技术）。
在湿法烟气脱硝系统中，碱性物质（通常是碱溶液，更多情况是碱的浆液）与烟道气在喷雾塔中相遇。烟道气中NO2溶解在水中，形成一种稀酸溶液，然后与溶解在水中的碱性物质发生中和反应。反应生成的亚硝酸盐和硝酸盐从水溶液中析出，析出情况取决于溶液中存在的不同盐的相对溶解性。例如，硝酸钙的溶解性相对较差，因而易于析出；硝酸钠和硝酸铵的溶解性则好得多。
在干法和半干法烟道气脱硝系统中，或使烟气穿过碱性吸收剂床喷入烟道气流中，或使固体碱性吸收剂与烟道气相接触。无论哪种情况，NO2都是与固体碱性物质直接反应，生成相应的亚硝酸盐和硝酸盐。为了使这种反应能够进行，固体碱性物质必须是十分疏松或相当细碎。在半干法烟道气脱硝系统中，水被加入到烟道气中，以在碱性物质颗粒物表面形成一层液膜，NO2溶入液膜，加速了与固体碱性物质的反应。