本发明公开了一种用于低浓度二氧化硫烟气脱硫的复合脱硫剂及其应用，属于烟气脱硫技术领域。本发明提供的复合脱硫剂包括碳酸氢钠10‑87wt％、碳酸钠10‑87wt％、单质碳颗粒3‑20wt％；采用这种复合脱硫剂的脱硫方法是根据单位时间内烟气流量、二氧化硫浓度，计算需脱除的二氧化硫质量，单位时间内加入复合脱硫剂的量为需脱除的二氧化硫量的2‑4倍；在加入复合脱硫剂的方法是单位时间内分1‑6次将复合脱硫剂混合至电解残极原料中。本发明会提供了一种利用上述复合脱硫剂进行脱硫的系统，通过设置下料组件完成复合脱硫剂的复配混合和定量加料。采用本发明提供的复合脱硫剂和系统设备，实现了两次脱硫，显著提高了脱硫效率，减少脱硫剂消耗；成本低，操作简单，便于实现。