Quá trình diễn ra khi tiếp xúc NOx với khí khử trên bề mặt xúc tác. Xúc tác có thể là các kim loại nhóm platin (paladin (Pd), ruteni (Ru), rodi (Rh), platin (Pt)) hoặc rẻ hơn nhưng kém hiệu quả và kém ổn định hơn như niken, crom, đồng, kẽm, vanadi (V), xeri (Ce)… Với mục đích tăng bề mặt tiếp xúc, chúng được phủ lên các vật liệu xốp như: sứ, oxit nhôm, silicagen, băng kim loại… có hình dạng khác nhau.
Chất khử là metan, khí tự nhiên, khí than hoặc khí dầu mỏ, CO, H2 hoặc hỗn hợp nitơ- hydro.
Hiệu quả khử NOx phụ thuộc hoạt tính của xúc tác. Xúc tác trên cơ sở platin kim loại khi vận tốc thể tích của khí (2-12)x104 l/h cho phép đạt nồng độ còn lại trong khí của NOx
5x10-4 – 5x10-2 % thể tích.
Khí thải chứa NOx của sản xuất acid nitric cần phải đun từ 30 – 35o lên nhiệt độ cháy của xúc tác. Nhiệt độ này phụ thuộc chất khử: 450 – 480oC đối với mêtan, 350o đối với propan và butan, 150 – 200oC đối với hydo và oxit cacbon.
Bản chất quá trình khử được biểu diễn bằng các phản ứng sau: 4NO + CH4 → 2N2 + CO2 + 2H2O
2NO + 2CO + → N2 + 2CO2
2NO2 + 4CO → N2 +4CO2
2NO + 2H2 + 4H2O
Trên thực tế thường sử dụng khí tự nhiên do dễ kiếm và rẻ. Các quá trình khử là phản ứng tỏa nhiệt nhưng nhiệt lượng để đun nóng hỗn hợp phản ứng chủ yếu là nhiệt phản ứng của chất khử với oxi vì nồng độ của nó trong khí lớn hơn Nox nhiều lần. Trong quá trình khử, nhiệt độ khí tăng nhanh đến 700oC và lớn hơn, do đó cần phải sử dụng xúc tác bền nhiệt hoặc chất khử có nhiệt độ cháy thấp hoặc tiếp xúc theo bậc với sự làm ngược trung gian.
Phương pháp này được ứng dụng để khử NOx trong sản xuất axit nitric, khí thỉ chứa (% thể tích): NOx – 0,05÷0,1, N2 – 96,0÷96,2, O2 – 2,2÷3,0.
Khí thải từ tháp hấp thụ được gia nhiệt đến 50oC và loại hơi axit trong thiết bị gia nhiệt – phân riêng, sau đó được đun nóng đến 110-135oC trong thiết bị truyền nhiệt bằng long khí công ngệ, rồi được trộn với hỗn hợp khói lò để đạt nhiệt độ 390-500oC. Hỗn hợp này được trộn với khí tự nhiên sao cho tỉ lệ CH4:CO2 là 0,55-0,6. Hỗn hợp thu được đi vào thiết bị phản ứng để đốt cháy CH4 và khử NOx trên xúc tác paladi đến nguyên tố nitơ. Quá trình này tiến hành ở 700-730oC dưới áp suất (4,5-5,7)x105Pa.
Khí từ thiết bị phản ứng được cho qua tuabin để tận dụng nhiệt năng của nó. Khí đi ra từ tuabin có nhiệt độ 390-410oC được tiếp tục tận dụng nhiệt trong lò tạo hơi quá nhiệt đến 230oC dưới áp suất 13x105 Pa. Nhiệt độ khí thải khi đó giảm xuống đến 185oC và sau đó khí được thải vào khí quyển qua ống khói cao 150m. Thành phần khí thải như sau (% thể tích): NOx – 0,005 ÷0,01, Co – 0,13, CH4 – 0,4, O2 -0,15.
Quá trình khử NOx bằng xúc tác nhiệt đảm bảo hiệu quả xử lý cao. Tuy nhiên còn tồn tại các nhược điểm sau: tiêu hao nhiều khí khử, cần làm sạch khí khỏi oxit cacbon (nồng độ khoảng 0,1 – 0,15%), chỉ được sử dụng cho khí có nồng độ thấp (đến 0,5% đối với NOx và đến 4-5% đối với oxi).
