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煙氣中 NOx 的主要組成是 NO（占95%），NO 難溶于水，而高價態的 NO2、N2O5等可溶于水生成 HNO2和 HNO3，溶解能力大大提高，從而可與后期的 SO2同時吸收，達到同時脫硫脫硝的目的。
臭氧作為一種清潔的強氧化劑，可以快速有效地將 NO 氧化到高價態。電子束法和脈沖電暈法雖然能夠產生強氧化劑物質，如·OH、·HO2等，但工作環境惡劣，自由基存活時間非常短，能耗較高。O3的生存周期相對較長，將少量氧氣或空氣電離后產生 O3，然后送入煙氣中，可顯著降低能耗。
一、臭氧脫硝工藝原理
臭氧的氧化能力極強，臭氧的氧化還原電位僅次于氟，比過氧化氫、高錳酸鉀等都高。此外，臭氧的反應產物是氧氣，所以它是一種高效清潔的強氧化劑，將不可溶的低價態氮氧化物氧化為可溶的高價態氮氧化物，然后在洗滌塔內將氮氧化物吸收，達到脫除的目的。
二、反應過程
低溫條件下，O3與 NO之間的關鍵氧化反應如下：
NO+O3→NO2+O2 （1）
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO3+NO2→N2O5 （3）
NO+O+M→NO2+M （4）
NO2+O→NO3 （5）
脫硝吸收主要反應原理如下：
NO+NO2+H2O→2H++2NO2- (6)
2NO2+H2O→2H++NO2-+NO3- (7)
N2O5+H2O→2H++2NO3- (8)
NO3-+NO→NO2-+NO2 (9)
2H++CO32-→H2O+CO2 (10)
H++OH-→H2O (11)
與氣相中的其他化學物質如 CO，SOx等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，這就使得NOx的臭氧氧化具有很高的選擇性。因為氣相中的 NOx被轉化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應更加完全，從而不可逆地脫除NOx，而不產生二次污染。經過氧化反應，加入的臭氧被反應所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會影響到NOx的脫除效率。
三、工藝特點
1、深度脫硝，脫硝效率高，可達到90%以上；并且脫硝效率可以根據臭氧注入量控制脫硝效率的高低。
2、不使用催化劑，無催化劑中毒、反應器堵塞等問題，特別適用于催化劑顆粒物多的低溫煙氣脫硝工程。
3、維護費用低，不存在催化劑定期更換等問題。
4、占地面積小，模塊化設備可根據現場條件靈活布置。
四、工藝流程說明
將臭氧注入混合反應裝置內，使臭氧與煙氣充分混合，將煙氣中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高價態氮氧化物，包括NO2，N2O3，N2O5，極短的時間內完成反應。然后進入吸收塔，噴淋堿性溶液將煙氣中被氧化的氮氧化物吸收，確保NOx排放濃度在200mg/Nm3以下。
煙氣脫硝系統按功能分為：1、氧氣源系統；2、臭氧發生及注入系統；3、濕法煙氣吸收系統；4、自動控制系統等四個子系統。
