焦炉生产过程中排放的废气对环境造成极大的污染。为了响应“智慧环境”全球性号召,减少焦炉生产对环境造成的影响并且延长焦炉寿命、提高炼焦质量,研究对焦炉内部和外部环境分别进行感知和分析,提出减少环境污染的方法,并设计一种新型焦炉内部环境智能诊断与治理装置。在外部环境感知方面,选取焦炉烟囱排放的两个主要污染物CO、NOx来分析影响其排放含量浓度的焦炉控制参数。并利用PSO算法优化RBF神经网络分别建立焦炉控制参数与CO、NOx排放关系模型,通过模型预测输出定量分析影响CO、NOx排放较大因素。根据实验分析结果,分别提出控制CO、NOx排放的方法,为减少环境污染创造条件。在内部环境感知方面,首先对焦炉炭化室炉壁温度进行感知。研究对基于CCD照相机的炉壁测温方法做了理论分析,并针对测温过程中由于测温系统本身非均匀性和测温距离造成的测量误差进行校正,实验结果证明校正效果较好。其次基于杉浦雅人[46]的研究成果对炭化室炉壁诊断方法进行了介绍,此种诊断方法是利用激光切割原理,通过CCD捕获炉壁二维图像跟踪投射激光线来感知炭化室炉壁凹凸程度。并针对由于砖接缝、碳附着因素造成的干扰做激光强调处理,使得系统能够精确跟踪激光投射线,通过图像分析处理绘制出炉壁表面等高线图,为治理炭化室炉壁创造基础。由于焦炉老化、炉壁损伤严重,采用人工修补不能保证修补精确。而且焦炉内部高温环境恶劣,不适应滞留过长时间。因此研究设计一种焦炉内部环境智能诊断与治理装置。设计主要分为两个部分:一部分是智能装置的结构设计,关键在于诊断观测系统与治理设备的隔热保护套设计和治理装置能够精确定位的机械手臂设计;另一部分为智能装置测控系统系统设计,关键在于诊断方法设计、诊断单元设计、数据处理与传输系统设计、治理方法设计、治理单元设计等。经过模拟测试结果可知,炉壁智能诊断与治理装置具有较好的诊断与修复能力。