本發(fā)明屬于大氣污染治理技術(shù)和環(huán)保催化材料領(lǐng)域，特別涉及一種煙氣脫硝催化劑及其制備方法和應(yīng)用。技術(shù)背景氮氧化物(NOx)是主要的大氣污染物之一，火力發(fā)電廠、燒結(jié)廠、水泥窯等工業(yè)窯爐以及機(jī)動(dòng)車(chē)輛等是氮氧化物的主要來(lái)源。氮氧化物排放不僅會(huì)引起酸雨，還會(huì)導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和臭氧層破壞等區(qū)域環(huán)境污染問(wèn)題。2012年1月實(shí)施的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》也對(duì)氮氧化物的排放提出了更嚴(yán)格的要求，氮氧化物顯然已成為我國(guó)污染減排的重點(diǎn)。以NH3為還原劑的選擇性催化還原(SCR)工藝由于其凈化效率高、技術(shù)方法成熟而成為目前在工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝技術(shù)?，F(xiàn)有的關(guān)于煙氣脫硝的催化劑較多。目前商用的NH3-SCR脫硝催化劑主要是V2O5-TiO2或V2O5-WO3(MoO3)-TiO2，該類(lèi)催化劑的脫硝活性高、抗硫性能好，但是作為其載體的銳鈦型超細(xì)晶型TiO2國(guó)內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)不成熟，主要依賴(lài)進(jìn)口成本昂貴，并且該類(lèi)催化劑的原料和成品有毒，易造成二次污染，危害環(huán)境。且釩鈦催化劑的使用溫度范圍為310～410℃，若低于310℃，其還原劑氨易與煙氣中的SO2產(chǎn)生硫酸氫銨毒化催化劑，堵塞管道。CN1475305A、CN1777477A、CN1792431A三項(xiàng)專(zhuān)利公開(kāi)的便是釩鈦體系催化劑。CN101069855A、CN101428215A、CN101658787A等公開(kāi)的催化劑采用中孔分子篩或者納米級(jí)二氧化鈦?zhàn)鳛檩d體，其缺點(diǎn)是催化劑制備成本高、工藝復(fù)雜、難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。(CN103191718A)公開(kāi)了一種以硅藻土和鈦白粉作為載體的脫硝催化劑，該催化劑具有成本低，抗磨損能力好等優(yōu)點(diǎn)，不足的是其脫除高濃度氮氧化物效率不高。鑒于國(guó)內(nèi)脫硝催化劑的不足，開(kāi)發(fā)一種機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好，生產(chǎn)成本低，脫硝效率高，并且無(wú)毒無(wú)二次污染的新型催化劑是中國(guó)環(huán)保領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好，生產(chǎn)成本低，脫硝效率高，并且無(wú)毒無(wú)二次污染的新型催化劑，用來(lái)脫除工業(yè)廢氣中的氮氧化物，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明的另一目的是提供上述催化劑的制備方法。本發(fā)明的目的之三是提供上述催化劑的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種煙氣脫硝催化劑，所述催化劑 以Fe、Ni雙離子交換型功能性DCTP多孔材料為基體，以氧化鉬或氧化鈰中的一種或多種為催化助劑。所述Fe、Ni雙離子交換型功能性DCTP多孔材料以功能性DCTP多孔材料與Fe、Ni雙離子溶液混合制備而成，所述功能性DCTP多孔材料是以硅藻土、粉煤灰、鈦白粉和擬薄水鋁石為原料，通過(guò)雜化、陳腐、成型、干燥、焙燒制成；以功能性DCTP多孔材料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，各原料組分質(zhì)量百分含量如下：硅藻土10％～50％，粉煤灰10％～50％，鈦白粉10％～30％，擬薄水鋁石10％～30％。所述功能性DCTP多孔材料占催化劑總質(zhì)量的70％～90％；Fe、Ni雙離子及催化助劑占催化劑總質(zhì)量的10％～30％。所述Fe、Ni雙離子交換型功能性DCTP多孔材料中Fe和Ni離子元素摩爾比為1:(0.1～10)，F(xiàn)e離子與助劑中陽(yáng)離子的元素摩爾比Fe/Mo/Ce為1:(0～2):(0～2)。一種煙氣脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟：(1)功能性DCTP多孔材料前驅(qū)體粉料制備：分別將硅藻土和粉煤灰進(jìn)行酸洗或水洗預(yù)處理，再按功能性DCTP多孔材料各原料組分配比，稱(chēng)取預(yù)處理好的硅藻土、粉煤灰、鈦白粉、擬薄水鋁石，經(jīng)混料、球磨、陳腐、老化、干燥，將烘干料過(guò)40～60目標(biāo)準(zhǔn)篩造粒備用；(2)活性金屬離子前驅(qū)體溶液的配制：按照Fe/Ni元素摩爾比1:(0.1～10)，稱(chēng)取鐵鹽和鎳鹽于燒杯中，加入去離子水后置于數(shù)顯恒溫磁力攪拌器上常溫或加熱攪拌，配成均勻混合溶液a備用；按照Fe/Mo/Ce元素摩爾比1:(0～2):(0～2)，稱(chēng)取鉬酸銨和鈰鹽于另一燒杯中，配成均勻混合溶液b備用；(3)將步驟(2)中的混合溶液a與功能性DCTP多孔材料前驅(qū)粉體均勻混合，混練1～2h后，加入混合溶液b，繼續(xù)混練1～2h，然后經(jīng)陳腐、雜化、擠出成型，將成型后坯體經(jīng)干燥、焙燒制得催化劑。所述步驟(1)中酸洗的酸液為硝酸，濃度為5％～15％。所述步驟(2)中的鐵鹽為硝酸鐵、草酸鐵、醋酸鐵或氯化鐵，鎳鹽為硝酸鎳、草酸鎳、醋酸鎳或氯化鎳，鈰鹽為硝酸鈰、草酸鈰，醋酸鈰或氯化鈰。所述步驟(2)中鐵鹽和鎳鹽加熱攪拌，攪拌時(shí)間為10～20min，加熱溫度為40～80℃。所述步驟(3)中的陳腐時(shí)間為2～6h，干燥時(shí)間為2～6h，干燥溫度為50～120℃，焙燒溫度為400～800℃，保溫時(shí)間2～6h。一種煙氣脫硝催化劑在處理含有氮氧化物的工業(yè)廢氣的應(yīng)用。用于脫硝反應(yīng)時(shí)，氨氮比NH3/NO為1:1，氧含量為5～6％，脫硝反應(yīng)最佳反應(yīng)溫度為250～350℃。本發(fā)明制得的催化劑與現(xiàn)有催化劑相比不僅具有機(jī)械強(qiáng)度高和熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，還降低了生產(chǎn)成本，保持了較高的脫硝效率(250～350℃，脫硝效率＞92％)，并且環(huán)保無(wú)毒無(wú)二次污染。而且本發(fā)明的催化劑制備工藝簡(jiǎn)單，原料價(jià)格便宜來(lái)源廣泛。本發(fā)明的催化劑，機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性好，可與除塵裝置配套應(yīng)用于含有氮氧化物的工業(yè)廢氣處理中，減少環(huán)境污染，應(yīng)用前景廣闊。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例4制備的催化劑催化分解NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為5％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土15g、粉煤灰10g和鈦白粉3g、擬薄水鋁石4g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取醋酸鐵(Fe(CH3CO2)3)5.77g，醋酸鎳(NiC4H6O4·4H2O)41.59g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)2.53g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練1h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練1h，然后陳腐2h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成條狀，置于烘箱中60℃干燥2h，最后在550℃下焙燒2h制得催化劑。實(shí)施例2(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為8％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土2g、粉煤灰6.67g和鈦白粉6g、擬薄水鋁石8g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)2.88g，硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)12.46g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)3.10g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練1.5h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練1.5h，然后陳腐3h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成蜂窩狀，置于烘箱中50℃干燥4h，最后在500℃下焙燒3h制得催化劑。實(shí)施例3(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為10％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土9g、粉煤灰16.67g和鈦白粉3g、擬薄水鋁石4g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)3.48g，硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)5.01g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器40℃恒溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)1.52g和硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)1.87g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器40℃恒溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練2h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練2h，然后陳腐5h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成條狀，置于烘箱中80℃干燥3h，最后在700℃下焙燒5h制得催化劑。實(shí)施例4(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為10％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土5g、粉煤灰5.56g和鈦白粉5g、擬薄水鋁石6.67g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)5.84g，硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)4.20g于燒 杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?5min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)1.27g和硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)3.14g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?5min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練1h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練2h，然后陳腐4h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成條狀，置于烘箱中60℃干燥4h，最后在550℃下焙燒2h制得催化劑。實(shí)施例5(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為15％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土21g、粉煤灰23.33g和鈦白粉14g、擬薄水鋁石18.67g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)54.76g，硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)19.71g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器80℃恒溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)5.98g和硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)29.43g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器80℃恒溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練1h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練1.5h，然后陳腐4h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成條狀，置于烘箱中100℃干燥5h，最后在800℃下焙燒4h制得催化劑。實(shí)施例6(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，用去離子水清洗原料，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土8g、粉煤灰4.44g和鈦白粉6g、擬薄水鋁石2.67g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取氯化鐵(FeCl3·6H2O)6.79g，氯化鎳(NiCl2·6H2O)1.49g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器60℃恒溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)2.22g和氯化鈰 (CeCl3·7H2O)3.51g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器60℃恒溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練1.5h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練1h，然后陳腐6h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成蜂窩狀，置于烘箱中120℃干燥2h，最后在400℃下焙燒6h制得催化劑。實(shí)施例7(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為8％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土6g、粉煤灰13.33g和鈦白粉3g、擬薄水鋁石12g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取草酸鐵(Fe2(C2O4)3·5H2O)5.75g，草酸鎳(NiC2O4·2H2O)0.56g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)0.81g和草酸鈰(Ce2C6O12·10H2O)1.26g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?0min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練2h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練2h，然后陳腐5h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成條狀，置于烘箱中60℃干燥3h，最后在600℃下焙燒4h制得催化劑。實(shí)施例8(1)DCTP前驅(qū)體的配制分別稱(chēng)取20g硅藻土和20g粉煤灰于不同燒杯中，使用濃度為10％的稀硝酸進(jìn)行酸洗，然后用去離子水洗去殘余酸液，烘干備用；準(zhǔn)備稱(chēng)取預(yù)處理后的硅藻土7g、粉煤灰2.22g和鈦白粉5g、擬薄水鋁石8g，球磨混料，直到混合干料完全過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；(2)前驅(qū)體溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取準(zhǔn)確稱(chēng)取硝酸鐵(Fe(NO3)3·9H2O)15.65g，硝酸鎳(Ni(NO3)2·6H2O)1.13g于燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?5min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液a備用；再準(zhǔn)確稱(chēng)取鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·6H2O)0.68g和硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O)3.36g于另一燒杯中，加入適量去離子水，經(jīng)數(shù)顯恒溫磁力攪拌器常溫?cái)嚢?5min至溶液完全溶解，配成均勻混合溶液b備用；(3)將混合溶液a與步驟(1)中的DCTP前驅(qū)分體均勻混合，混練1h后加入混合溶液b，繼續(xù)混練2h，然后陳腐4h、通過(guò)催化劑成型擠出裝置擠成條狀，置于烘箱中60℃干燥4h，最后在550℃下焙燒2h制得催化劑。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)和方法實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)和方法方案的范圍內(nèi)。活性測(cè)試：測(cè)試條件：以N2為平衡氣，氨氮比NH3/NO為1:1，氧濃度為5％，混合氣空速為5000h-1，測(cè)試溫度為200～450℃，每50℃為一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。表1為實(shí)施例1到8所制得催化劑脫硝測(cè)試結(jié)果，結(jié)果表明，催化劑在300-350℃區(qū)間內(nèi)NO轉(zhuǎn)化率最高。圖1為實(shí)施例4制備的催化劑催化分解NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線，由圖可知，催化劑活性呈現(xiàn)出中間高兩頭低，在反應(yīng)溫度為200～250℃區(qū)間內(nèi)，催化劑活性迅速升高；當(dāng)反應(yīng)溫度為250～350℃區(qū)間內(nèi)，脫硝活性變化相對(duì)平穩(wěn)；當(dāng)反應(yīng)溫度為350～450℃區(qū)間內(nèi)，隨著溫度的升高，催化劑催化脫硝活性逐漸降低。表1實(shí)施例1～8催化劑脫硝測(cè)試結(jié)果200℃/％250℃/％300℃/％350℃/％400℃/％450℃/％實(shí)施例154.7676.5388.0591.7685.3158.33實(shí)施例254.7679.9393.2987.7179.9359.69實(shí)施例377.5590.9994.9087.7657.3149.82實(shí)施例466.7292.3295.2292.8379.3543.86實(shí)施例555.4886.4590.4387.1278.2358.55實(shí)施例653.2478.6888.4685.2179.1260.13實(shí)施例760.1285.2492.3387.5163.2158.31實(shí)施例862.5487.3491.1290.2382.1370.21當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3