臭氧脱硝主要是利用臭氧的强氧化性，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。该脱硝系统在不同的 NOx 等污染物浓度和比例下，可以同时高效率脱除烟气中的 NOx、二氧化硫和颗粒物等污染物，同时还不影响其他污染物控制技术，是传统脱硝技术的一个高效补充或替代技术。
按照O3对于NOx 复杂的氧化反应过程，实际上最后通过N 的价态变化体现出来，主要的反应如下：
2NO + 3O3 = N2O5 + 3O2
2N02 + O3 = N2 O5 + O2
NO + O3 = N O2+ O2
与气相中的其他化学物质如 CO，SO2 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，从而不可逆地脱除了 NOx，而不产生二次污染。
采用臭氧脱硝技术可得到较高的NOx脱除率，典型的脱除范围为70%～90%，甚至可达到95%，并且可在不同的NOx浓度和NO、NO2的比例下保持高效率；因为未与NOx反应的O3会在洗涤器内被除去，所以不存在类似SCR中O3的泄漏问题；除以上优点外，该技术应用中SO2和CO的存在不影响NOx的去除，而臭氧脱硝也不影响其他污染物控制技术。
将低温氧化技术与臭氧发生系统结合形成一体化的脱硫脱硝系统，可用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理。经氧化后生成的N2O5通过洗涤器很容易与烟气中水分发生反应生成HNO3，然后再同洗涤剂生成盐类，最后通过洗涤清理排出系统外。
臭氧脱硝采用臭氧的高级氧化技术不仅对NOX 具有良好的脱除效果，而且对烟气中的其他有害污染物，比如重金属gong也有一定的去除能力。
应用YDG-OX臭氧脱硝技术是利用现有烟气脱硫除尘工艺中原有设备作为脱硝反应器，将氧/臭氧混合气注入烟道，将NOX氧化成高价态且易溶于水的N2O3和N2O5，然后通过洗涤形成HNO3。该技术广泛应用于用于石油精炼厂中加热器、锅炉等的废气治理。主要的反应如下：
NO+O3→NO2+O2
2NO2+O3→N2O5+O2
N2O5+H2O→2HNO3
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