本申請屬于儲氫領域，尤其涉及一種使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統。
背景技術：
1、目前中國氫能產業仍處于發展初期，面臨氫源難、儲運安全風險及高成本等問題挑戰。氫源以工業副產氣為主，需通過高壓氣態儲運、低溫液態儲運及固態儲運等方式進行氫能儲存運輸。其中，高壓氣態儲運存在儲氫密度低、高壓安全隱患、氫脆泄漏、遠距離運氫成本高等問題；低溫液態儲運存在高能耗、技術不成熟、成本高昂等問題；相比氣態、液態儲氫方式，固態儲氫具備儲氫壓力低、儲氫密度高、安全性好等顯著優點，在未來氫能交通、分布式用能等領域具有廣闊應用前景。
2、固態儲氫方式的充氫放氫過程涉及氫氣與金屬氫化物間的可逆化學反應，實現氫氣的可逆吸收和釋放，過程伴隨熱量的釋放和吸收，充氫時釋放熱量，放氫時吸收熱量。然而，傳統固態金屬儲氫瓶充氫技術存在明顯的問題和不足：充氫效率低：充氫過程中，若釋放大量的熱量沒有高效交換，將大幅降低儲氫瓶的充氫速率，限制了儲氫瓶在快速充氫場景中的使用；此外，安全性差：充氫過程中可能出現儲氫瓶過熱、內部過壓等問題，甚至引發儲氫瓶結構損壞、安全事故等情況。
技術實現思路
1、為了解決現有技術中存在的一些問題，本實用新型提供了一種使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統。
2、所述使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，包括制氫單元和儲氫單元；其中，
3、所述制氫單元包括：原料部，其中儲存有作為制氫燃料的甲醇水；以及甲醇制氫重組器，與原料部相連；所述甲醇制氫重組器被配置為將來自原料部的甲醇水制備為高純氫氣并儲存在緩沖罐中；所述高純氫氣的純度大于99.9％；
4、所述儲氫單元包括采用管路依次連接的進氣接頭、調壓閥、第一控制閥和儲氫瓶組；其中，所述進氣接頭與緩沖罐相連，以輸入氫氣；所述調壓閥被配置為調整輸入儲氫單元的氫氣的壓力；所述第一控制閥被配置為控制進入儲氫瓶組的氫氣的壓力；所述儲氫瓶組位于儲存有冷卻液的換熱容器中以在充氣時被冷卻。
5、在一實施例中，所述調壓閥和第一控制閥之間的第一管路上連通有第二管路，所述第二管路上設置泄壓閥，用于為第一管路泄壓；所述第一管路上設置有壓力表和流量傳感器，分別用于監測輸入的氫氣的壓力和流量。
6、在一實施例中，第二管路的第一端位于調壓閥和壓力表之間，第二管路的的第二端連接放散口；儲氫單元還具有第三管路，第三管路的第一端位于流量傳感器與第一控制閥之間，第三管路的第二端也連接放散口；所述第三管路上設置有第二控制閥，使得泄壓閥和第二控制閥為并聯關系。
7、在一實施例中，所述儲氫瓶組位于換熱容器中，以在換熱容器中水浴式地換熱。
8、在一實施例中，所述充填系統還具有為儲氫單元的換熱容器提供冷量的制冷單元；儲氫單元和制冷單元之間形成供冷卻液循環的換熱系統；該換熱系統包括依次設置且供冷卻液通過的換熱容器、水泵，出水閥，蒸發器和進水閥；其中，所述水泵被配置為提供冷卻液循環的動力；所述出水閥和進水閥用于控制冷卻液的切斷和通行；所述蒸發器為制冷單元中的換熱器，為冷卻液提供冷量。
9、在一實施例中，所述換熱容器中還設置有液位傳感器和溫度傳感器，分別用于控制冷卻液的液位和溫度。
10、在一實施例中，所述甲醇制氫重組器包括制熱蒸發器、反應器和膜式純化器；其中，所述制熱蒸發器與原料部相連，能夠產熱，以將來自原料部的甲醇水加熱蒸發至反應器中；所述反應器的前端與制熱蒸發器相連，反應器的后端與膜式純化器相連；所述反應器被配置為接收來自制熱蒸發器的汽化的甲醇水，并反應生成富氫氣體；所述膜式純化器被配置為接收來自反應器的富氫氣體，并提純為高純氫氣和排出尾氣；膜式純化器的后端一方面與緩沖罐相連，以儲存高純氫氣，另一方面與制熱蒸發器相連，以提供尾氣作為制熱蒸發器的燃料。
11、在一實施例中，所述反應器具有外殼，其中形成多個腔室，各個腔室中填充有用于重整制氫的催化劑。
12、本申請至少一種實施方式提供的充填系統，在其制氫單元中，甲醇制氫重組器的部件模塊化集成，多部件升溫曲線同步穩定，熱平衡效果好，能量損耗少；在內平衡制熱的運行模式下，僅風機、供應泵、閥門、傳感器和控制模塊耗電，能夠控制在100w左右運轉功耗。重組器的尾氣回收利用，作為維持吸熱反應和反應器溫度的熱源，無外置熱源；制熱蒸發器和空氣無直接接觸，前后輸入和排氣有結構隔離，安全可靠，系統整體熱效率高。此外，膜式純化器體積小，適合甲醇制氫純化一體移動式應用。
13、本申請至少一種實施方式提供的充填系統，其產氫和儲存過程中，氫氣即產即用，按需可調整產氫能力，適應性強。
14、本申請至少一種實施方式提供的充填系統，有效提高了固態金屬儲氫瓶組的充氫效率，確保充氫過程的安全性，進一步提高固態金屬儲氫瓶組的使用壽命和成本，有效推動固態金屬儲氫的技術商業化進程。
1.一種使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，包括制氫單元和儲氫單元；其中，
2.根據權利要求1所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，所述調壓閥和第一控制閥之間的第一管路上連通有第二管路，所述第二管路上設置泄壓閥，用于為第一管路泄壓；所述第一管路上設置有壓力表和流量傳感器，分別用于監測輸入的氫氣的壓力和流量。
3.根據權利要求2所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，第二管路的第一端位于調壓閥和壓力表之間，第二管路的的第二端連接放散口；儲氫單元還具有第三管路，第三管路的第一端位于流量傳感器與第一控制閥之間，第三管路的第二端也連接放散口；所述第三管路上設置有第二控制閥，使得泄壓閥和第二控制閥為并聯關系。
4.根據權利要求1所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，所述儲氫瓶組位于換熱容器中，以在換熱容器中水浴式地換熱。
5.根據權利要求1-4任一項所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，所述充填系統還具有為儲氫單元的換熱容器提供冷量的制冷單元；儲氫單元和制冷單元之間形成供冷卻液循環的換熱系統；該換熱系統包括依次設置且供冷卻液通過的換熱容器、水泵，出水閥，蒸發器和進水閥；其中，所述水泵被配置為提供冷卻液循環的動力；所述出水閥和進水閥用于控制冷卻液的切斷和通行；所述蒸發器為制冷單元中的換熱器，為冷卻液提供冷量。
6.根據權利要求5所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，所述換熱容器中還設置有液位傳感器和溫度傳感器，分別用于控制冷卻液的液位和溫度。
7.根據權利要求1-4和6中任一項所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，制熱蒸發器、反應器和膜式純化器；其中，所述制熱蒸發器與原料部相連，能夠產熱，以將來自原料部的甲醇水加熱蒸發至反應器中；所述反應器的前端與制熱蒸發器相連，反應器的后端與膜式純化器相連；所述反應器被配置為接收來自制熱蒸發器的汽化的甲醇水，并反應生成富氫氣體；所述膜式純化器被配置為接收來自反應器的富氫氣體，并提純為高純氫氣和排出尾氣；膜式純化器的后端一方面與緩沖罐相連，以儲存高純氫氣，另一方面與制熱蒸發器相連，以提供尾氣作為制熱蒸發器的燃料。
8.根據權利要求7所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，所述反應器具有外殼，其中形成多個腔室，各個腔室中填充有用于重整制氫的催化劑。
9.根據權利要求3所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，還包括控制模塊；所述控制模塊分別與調壓閥、第一控制閥、泄壓閥、第二控制閥電連接，以控制各個閥門的開閉；所述控制模塊與壓力表電連接，以監控第一管路的壓力值；所述控制模塊與流量傳感器電連接，以監控第一管路的氫氣流量。
10.根據權利要求6所述的使用甲醇制氫的固態金屬儲氫瓶組充填系統，其特征在于，還包括控制模塊；所述控制模塊分別與進水閥和出水閥電連接，以控制各個閥門的開閉；所述控制模塊與溫度傳感器電連接，以監控換熱容器中冷卻液的溫度；所述控制模塊與液位傳感器電連接，以監控換熱容器中冷卻液的液位。