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该焦炉设计过程中，采用了多套特殊软件工具以优化焦炉设计，使整个设计过程得以完全控制，从而达到所需的尖端水平。仿真组装程序是一款可以对复杂的焦炉炉衬进行3D设计的软件包，从小烟道到焦炉顶的每一块砖都可以在程序中进行尺寸设计及合适的位置摆放。仿真组装程序是设计和施工的得力助手，尤其是在滑动缝和膨胀缝方面，能减少设计错误，避免安装问题。仿真组装程序可以提供详细的耐材表、工程量清单、施工草图和剖面图。
在设计和建设时，相关施工人员将焦炉炉衬耐材砖层的高度提高到了140毫米，以减少燃烧室的水平砖缝，避免炉役后期炭化室之间窜漏和减少CO有害气体的排放。
火焰分析。进行火焰分析的目的是评估NOx（氮氧化物）值和温度分布情况。为了满足原燃料消耗、环保和产品质量等方面的要求，根据火焰分析对燃烧室进行了精心设计。焦炉设计时，建立了1个3D的CFD（计算流体动力学）模型来优化燃烧室内的气流热循环系统，并对空气进气孔和废气循环进行测试，以保证加热均匀和减少氮氧化物的生成，而模拟分析采用的CFD计算工具能够处理复杂的运算。
支撑系统的优化。支撑系统旨在给予炉衬耐材适当的压力，以抵消燃烧室内的拉应力。在支撑系统设计时，其遵从了下列连贯的步骤设计：首先，确定支撑系统的基本尺寸（炉壁防护板、支柱、门框、燃烧室炉头）和初期应力分布；其次，用Ansys软件对热应力和机械应力下的炉头（炉壁防护板、门框、燃烧室炉头）进行FEM（有限单元法）分析；最后，对燃烧室进行FEM分析。支撑力的计算基于以下操作条件：膨胀压力（煤干馏）导致的拉应力和推焦造成的拉应力。
为了将计算的压力与燃烧室的不同部分相关联，防护板被设计成许多相互独立的板块。这一特殊设计可以确保在正常焦炉操作条件下支撑系统始终通过防护板与炉衬耐材接触，尤其能防止裂纹的形成，而裂纹形成正是高度超过5米和安装整体防护板的焦炉常出现的问题。
巧妙控制“绝”烟尘
在捣固焦炉装煤中，煤饼是通过机侧炉门装入的，装煤饼过程会产生大量烟尘。为减少烟尘排放，过去运用了多种治理方法，例如使用密封框，但是密封框只能部分减少而不能杜绝这种烟尘排放。
在ZKS的新焦炉中，采用的烟尘控制方法能在焦炉装煤时的集气管内产生400帕的强大负压。在不装煤时的干馏过程中，集气管内的负压力设置在零值附近，在开始推焦之前又被转换到较高的负压设置。为此，意大利PW公司设计开发了Sopreco阀门。这种特殊的控制阀位于水封阀与桥管之间。该阀门与作用于气动阀致动器上的压力控制环路相配合，使炭化室内的压力稳定在正值，在ZKS的3号新焦炉中预设为130帕。由于采用了这种设计，再借助于水封阀，可将焦炉炭化室与集气管完全切断。