烟气中 NOx 的主要组成是 NO（占95%），NO 难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，从而可与后期的SO2同时吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。
臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将 NO氧化到高价态。电子束法和脉冲电晕法虽然能够产生强氧化剂物质，如·OH、·HO2等，但工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高。O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O3，然后送入烟气中，可显著降低能耗。
一、臭氧脱硝工艺原理
臭氧的氧化能力极强，臭氧的氧化还原电位仅次于氟，比过氧化氢、高锰酸钾等都高。此外，臭氧的反应产物是氧气，所以它是一种高效清洁的强氧化剂，将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物，然后在洗涤塔内将氮氧化物吸收，达到脱除的目的。
二、反应过程
低温条件下，O3与 NO之间的关键氧化反应如下：
NO+O3→NO2+O2 （1）
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO3+NO2→N2O5 （3）
NO+O+M→NO2+M （4）
NO2+O→NO3 （5）
脱硝吸收主要反应原理如下：
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)
与气相中的其他化学物质如 CO，SOx等相比，NOx可以很快地被臭氧氧化，这就使得NOx的臭氧氧化具有很高的选择性。因为气相中的 NOx被转化成溶于水溶液的离子化合物，这就使得氧化反应更加完全，从而不可逆地脱除NOx，而不产生二次污染。经过氧化反应，加入的臭氧被反应所消耗，过量的臭氧可以在喷淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金属，如汞及其他重金属污染物也同时被臭氧所氧化。烟气中高浓度的粉尘或固体颗粒物不会影响到NOx的脱除效率。
三、工艺特点
1、深度脱硝，脱硝效率高，可达到90%以上；并且脱硝效率可以根据臭氧注入量控制脱硝效率的高低。
2、不使用催化剂，无催化剂中毒、反应器堵塞等问题，特别适用于催化剂颗粒物多的低温烟气脱硝工程。
3、维护费用低，不存在催化剂定期更换等问题。
4、占地面积小，模块化设备可根据现场条件灵活布置。
四、工艺流程说明
将臭氧注入混合反应装置内，使臭氧与烟气充分混合，将烟气中不溶于水的NO氧化成易溶于水的高价态氮氧化物，包括NO2，N2O3，N2O5，极短的时间内完成反应。然后进入吸收塔，喷淋碱性溶液将烟气中被氧化的氮氧化物吸收，确保NOx排放浓度在200mg/Nm³以下。
烟气脱硝系统按功能分为：1、氧气源系统；2、臭氧发生及注入系统；3、湿法烟气吸收系统；4、自动控制系统等四个子系统。
