在排烟（烟气处理）工艺中，臭氧（O₃）主要作为一种清洁且强效的氧化剂被应用，其核心作用是通过“臭氧氧化+湿法洗涤”的方式，实现烟气中多种污染物的协同脱除。具体作用体现在以下几个方面：
1. 高效脱除氮氧化物（NOx）
烟气中的氮氧化物主要以一氧化氮（NO）的形式存在，这种物质难溶于水，难以直接通过水洗去除。臭氧具有极强的氧化能力，能够迅速将低价态的NO氧化为高价态的二氧化氮（NO₂）和五氧化二氮（N₂O₅）等。这些高价态的氮氧化物极易溶于水，随后在洗涤塔中与水或碱液反应生成硝酸或硝酸盐，从而被高效吸收脱除。该工艺的脱硝效率通常可达80%~95%以上。

2. 协同脱除二氧化硫（SO₂）及重金属
除了脱硝，臭氧还能将烟气中的二氧化硫（SO₂）氧化为三氧化硫（SO₃），使其更容易被碱性吸收液转化为硫酸盐，从而实现脱硫脱硝的一体化进行。此外，臭氧的强氧化性还能将烟气中的零价汞（Hg⁰）及其他重金属污染物氧化，使其在洗涤过程中被一并去除，达到多种污染物协同净化的效果。

3. 氧化分解挥发性有机物（VOCs）及恶臭气体
臭氧能够有效氧化烟气中的挥发性有机物（VOCs），将其分子链裂解并转化为二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）等无害的低分子化合物。同时，它对氨气、硫化氢、甲硫醇等无机或有机高分子恶臭气体也有极强的清除和脱臭效果。

4. 工艺优化与环保优势
臭氧脱硝属于低温氧化技术，在常温至200℃的温度范围内均可有效运行，无需对烟气进行复杂的升降温处理，且不会引入新的化学污染物（臭氧反应后分解为氧气），避免了传统工艺中可能出现的氨逃逸等问题。同时，由于高价态污染物的亲水性更强，烟气在洗涤塔内的停留时间得以缩短，有助于优化设备成本。

5. 尾端残留臭氧的催化分解
在工业应用中，为了确保NOx被彻底脱除，往往会过量投加臭氧。为了防止未反应的臭氧排入大气造成二次污染，通常会在脱硫塔的出口低温区设置催化箱，对残留的臭氧进行催化分解脱除。