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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(tài)的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2 和 HNO3，溶解能力大大提高。作為一種清潔的強氧化劑，在典型煙氣溫度下，臭氧脫硝的原理在于臭氧可以將難溶于水的NO 氧化成可溶于水生成HNO2 和 HNO3 的NO2、N2O3、N2O5 等高價態(tài)氮氧化物。

臭氧對NO 的氧化效率可達84%以上，結(jié)合堿吸收法，脫硫率近100%，脫硝效率也在O3/NO 摩爾比為0.9 時達到86.27%。將臭氧通入煙氣中對NO 進行氧化，然后采用堿液進行吸收，終將NOx 轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和N2，NOx 的去除率高達95%，SO2 去除率約為100%。
通過實驗將O3注入煙氣進行脫除SO2、NOx 的研究，然后采用堿吸收塔對煙氣進行洗滌，結(jié)果表明NOX 的脫除率與O3的注入量有關(guān)，當O3加入量為200ppm時， NOX 的脫除效率可達到85%，此工藝對NOX 和SO2的脫除率可分別達到97%和100%。
采用此技術(shù)可得到較高的NOX 脫除率，典型的脫除范圍為70%～90%，甚至可達到95%，并且可在不同的NOX 濃度和NO/NO2的比例下保持高效率。也不存在類似SCR 中NH3 的泄漏問題。該技術(shù)應用中 SO2 和CO 的存在不影響NOX 的去除，也不影響其他污染物控制技術(shù)。
采用臭氧的氧化技術(shù)不僅對NOX 具有良好的脫除效果，而且對煙氣中的其他有害污染物，比如重金屬汞也有一定的去除能力。
脫硝技術(shù)是利用現(xiàn)有煙氣脫硫除塵工藝中原有設備作為脫硝反應器，將氧/臭氧混合氣注入煙道，將NOX氧化成高價態(tài)且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通過洗滌形成HNO3。
該技術(shù)廣泛應用于用于石油精煉廠中加熱器、鍋爐等的廢氣治理。
主要的反應如下：
NO+O3→NO2+O2
2NO2+O3→N2O5+O2
N2O5+H2O→2HNO3

 脫硝技術(shù)煙氣處理流程見下圖：

采用氧化技術(shù)可得到較高的NOX脫除率，典型的脫除范圍為70%～90%，甚至可達到95%，并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率；因為未與NOX反應的O3會在洗滌器內(nèi)被除去，所以不存在類似SCR中氨氣的泄漏問題；除以上優(yōu)點外，該技術(shù)應用中SO2和CO的存在不影響NOX的去除，而該技術(shù)也不影響其他污染物控制技術(shù)。
科潤環(huán)保公司將自己研發(fā)的技術(shù)與洗滌系統(tǒng)結(jié)合形成一體化的脫硝系統(tǒng)，經(jīng)氧化后生成的N2O5通過洗滌器很容易與煙氣中水分發(fā)生反應生成HNO3，然后再同洗滌劑生成鹽類，通過洗滌清理排出系統(tǒng)外。
具體的化學反應如下：
N2O5+H2O→2HNO3
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O
脫硝技術(shù)可使NOx排放減少到10μg/g以下，可滿足嚴格的減排要求。并且不會使SO2轉(zhuǎn)化為SO3，此外，煙氣中的顆粒物和硫化物對O3消耗或NOX脫除效率的影響并不明顯，該系統(tǒng)不僅可以高效去除氮氧化物，而且對二氧化硫和粉塵等顆粒物也有明顯的去除效果。此外，它不存在堵塞、氨泄漏等問題，是一種應用前景廣闊的脫硫脫硝技術(shù)。
根據(jù)MARAMA2007評估數(shù)據(jù)報告，在保證NOX脫除率為80%～95%的情況下，運行費用為1700～1950美元/噸NOX，比SCR的運行費用2364～2458美元/噸NOX 要低。目前該技術(shù)已有應用實例，如某石油精煉廠采用該技術(shù)進行NOX的脫除，某地區(qū)的1臺25MW燃煤鍋爐采用該技術(shù)進行了工程示范，NOX去除率可達85%～90%；在某地區(qū)，利用該技術(shù)的熔鉛爐可去除80%的NOX。