[en] This paper is focused on the evaluation of the electrochemically assisted absorption process (electro-absorption) as a treatment for volatile organic compounds contained in polluted air flows. Benzene degradation was used to test the technology, using a system consisting of a packed absorption column and a single compartment electrochemical cell equipped with boron-doped diamond (BDD) as anode and steel-steal as cathode. The influence of inlet gas flow rate and operation current intensity was evaluated by monitoring the concentration of benzene and intermediates both, in the liquid absorbent / electrolyte and in the outlet gaseous stream. Results show that steady-state values reached, during benzene absorption and electro-absorption, increase when the inlet gas flow rises from 1.5 to 6.0 L h−1 and that the bare absorption process retains benzene only up to this steady-state value of the liquid and then, it has no effect on the removal of benzene. Concentrations of benzene in the absorbent/electrolyte decreases with the increase in the current density during electrochemically assisted processes. As well, mineralization was found to be very important, as expected because of the very low concentrations of benzene into the liquid and the very high efficiencies of the electrolytic degradation with BDD electrodes, and benzoquinone and carboxylic acids were identified as the primary intermediates. These species were not detected in the outlet gas flow. The decrease in the concentration and mass flow of benzene in the outlet streams confirms that electro-absorption is a functional electrochemical application to remove benzene from gaseous streams. When current density rises (10, 50 and 100 mA cm−2), the degradation percentage increases. The values obtained were 43, 61 and 75% with 1,5 L h−1 of inlet gas flow and 10, 25 and 37 % with 6 L h−1. However, the degradation percentage relative to the energy consumption decreases when the current density rises. Results were, correspondingly, 24.7, 4.2 and 2.2 % kWh−1 with 1,5 L h−1 of inlet gas flow and 7.1, 2.1 and 1.4 % with 6 L h−1. This energy efficiency trend was explained because mass transport becomes the bottleneck in the oxidation of diluted organic solutions. These results contribute to expand the understanding of the mechanisms involved in the electro-absorption of benzene and recommend for further research in the topic, due to the relevance of the treatment results.

[es] Este artículo se centra en la evaluación del proceso de absorción electroquímicamente asistido (electroabsorción) como tratamiento de compuestos orgánicos volátiles contenidos en flujos de aire contaminado. La degradación del benceno se utilizó para probar la tecnología, utilizando un sistema que consiste en una columna de absorción empacada y una celda electroquímica de un solo compartimento equipada con diamante dopado con boro (BDD) como ánodo y acero como cátodo. La influencia del caudal de gas de entrada y la intensidad de la corriente de operación se evaluó monitoreando la concentración de benceno e intermedios tanto en el líquido absorbente/electrolito como en la corriente gaseosa de salida. Los resultados muestran que los valores de estado estacionario alcanzados, durante la absorción de benceno y la electroabsorción, aumentan cuando el flujo de gas de entrada aumenta de 1,5 a 6,0 L h −1y que el proceso de absorción simple retiene benceno solo hasta este valor de estado estacionario del líquido y luego, no tiene efecto en la eliminación de benceno. Las concentraciones de benceno en el absorbente/electrolito disminuyen con el aumento de la densidad de corriente durante los procesos asistidos electroquímicamente. Además, se encontró que la mineralización era muy importante, como se esperaba debido a las concentraciones muy bajas de benceno en el líquido y las eficiencias muy altas de la degradación electrolítica con electrodos BDD, y se identificaron la benzoquinona y los ácidos carboxílicos como los intermediarios primarios. Estas especies no se detectaron en el flujo de gas de salida. La disminución de la concentración y el flujo másico de benceno en las corrientes de salida confirma que la electroabsorción es una aplicación electroquímica funcional para eliminar el benceno de las corrientes gaseosas. Cuando aumenta la densidad de corriente (10, 50 y 100 mA cm−2 ), el porcentaje de degradación aumenta. Los valores obtenidos fueron 43, 61 y 75 % con 1,5 L h -1 de caudal de gas de entrada y 10, 25 y 37 % con 6 L h -1 . Sin embargo, el porcentaje de degradación relativo al consumo de energía disminuye cuando aumenta la densidad de corriente. Los resultados fueron, correspondientemente, 24,7, 4,2 y 2,2 % kWh- 1 con 1,5 L h - 1 de caudal de gas de entrada y 7,1, 2,1 y 1,4 % con 6 L h- 1. Esta tendencia de eficiencia energética se explica porque el transporte masivo se convierte en el cuello de botella en la oxidación de soluciones orgánicas diluidas. Estos resultados contribuyen a ampliar la comprensión de los mecanismos involucrados en la electroabsorción del benceno y recomiendan para futuras investigaciones en el tema, debido a la relevancia de los resultados del tratamiento.