Так обычно называют компрессоры, работающие с небольшим перепадом давления и осуществляющие циркуляцию газа в замкнутой системе высокого давления. Циркуляционные насосы изготовляют преимущественно поршневого типа с масляной смазкой и приводом от паровой машины или асинхронного электромотора с фазным ротором. Регулирование оборотов последнего производится реостатом, включаемым в цепь ротора. Хорошие результаты дает применение многоскоростных электродвигателей для ступенчатого регулирования. Регулирование производительности путем измерения величины вредного пространства не применимо, так как отношение конечного давления к начальному у циркуляционных насосов равно почти единице и, следовательно, подача мало зависит от величины вредного пространства.
Наличие масла во многих процессах вредно отражается на работе катализатора, поэтому применялись конструкции насосов с нейтральной для данных катализаторов смазкой, например аммиаком. Циркуляционные насосы изготовляют для установок с давлением до 1000 ат и рассчитывают обычно на перепад давления 10—50 ат. Производительность насосов указывают в м3/час по газу при рабочих условиях (под давлением) или по газу, объем которого пересчитан на нормальные условия. Выбор последней величины определяется тем, что объем при нормальных условиях принимают в технологических расчетах конверторов для определения объемных скоростей.
Большие перспективы создает применение центробежных циркуляционных насосов. Так, на одном из заводов применена интересная конструкция насоса, производительностью 400 м3/час сжатого газа. Многоступенчатый центробежный компрессор с электромотором на одном валу, мощностью 375 квт при 3000 об/мин, заключен в сосуд высокого давления, имеющий внутренний диаметр 610 мм и длину корпуса 4200 мм. Азотоводородная смесь под давлением 200—220 ат поступает через крышку в сосуд, омывает электромотор и после дополнительного сжатия на 15—20 ат возвращается в цикл. К достоинствам центробежного насоса следует отнести малые его габариты и чистоту газа, не загрязняющего катализатор смазкой. Размеры поршневых циркуляционных насосов производительностью 600 м3/час, работающих на той же установке, значительно больше (без горизонтальной паровой машины — 5000 X 4500 X 3200 мм). Кроме того газ загрязняется маслом. К недостаткам следует отнести повышенную чувствительность подачи насоса к колебаниям давления в системе синтеза. Этот недостаток а значительной мере следует отнести к не вполне удачному подбору гидродинамической характеристики у центробежного компрессора.
На некоторых установках синтеза аммиака центробежные циркуляционные насосы непрерывно работают без ремонта до полутора лет.
На рис. 73 показан поршневой циркуляционный насос производительностью 40 000 нм3/час, рассчитанный на давление нагнетания 800—850 ат при давлении всасывания 750—800 ат.
Насос выполнен со сквозным штоком, что значительно уменьшает нагрузку на кривошипно-шатунный механизм. Диаметр цилиндра — 165 мм и ход поршня — 450 мм.
Рис. 73. циркуляционный насос: Q = 40 000 нм/час; рс= 750 - 800 am; рн = 800 - 850 am; D=165 мм; s = 450 мм; n = 125 - 37,5 об/мин.; NЭЛ = 310 кВт
Электромотор имеет мощность 310 квт, число оборотов насоса регулируется от 125 до 37,5 в минуту. При пуске и разогреве колонны синтеза для постепенного повышения производительности насоса от нуля до величины, соответствующей мини- мальному числу оборотов, применяют байпасный клапан. Длительная работа крупного циркуляционного насоса, не имеющего водяного охлаждения цилиндра, не допустима с полностью открытым байпасом, так как сильно повышается температура газа, циркулирующего через байпас из одной полости цилиндра в другую.
Рис. 74. Циркуляционный насос лабораторного типа на давление 1000 am. 1— маслоотделитель; 2—вентиль байпаса.
Лабораторная конструкция циркуляционного насоса производительностью 1000 л/час сжатого газа, при числе оборотов п = 250 об/мин., изображена на рис. 74. Насос работает при давлении до 1000 ат. Это насос двойного действия с обыкновенными тарельчатыми клапанами, применяющимися у рассмотренного выше компрессора на 1000 ат. Смазка цилиндра масляная, замкнутая, масло возвращается из первого по ходу газа маслоотделителя 1. Регулировка производительности на ходу производится байпасом 2, перепускающим часть газа из системы нагнетания во всасывающую линию. Подача при этом способе регулирования довольно часто колеблется из-за попадания в вентиль масла, а иногда и твердых частиц, что особенно сказывается на лабораторных машинах, имеющих небольшую производительность. Более точна регулировка производительности путем изменения числа оборотов насоса.