本发明涉及一种气化飞灰资源化处理及热能再利用系统及方法，包括：循环流化床气化炉、换热器、除尘器设备、飞灰熔融炉和高温分离器。在原有循环流化床煤气化炉中配套飞灰熔融炉实现对气化飞灰的资源化处理，从飞灰熔融炉中出来的高温烟气或煤气与部分二级气化剂混合，混合后形成高温混合烟气或煤气，在此过程中可实现对部分二级气化剂的预热，并可实现对高温烟气或煤气的急冷，把烟气或煤气中携带的熔融颗粒物淬化成小球体。气化飞灰中的大部分化学热转变成烟气焓或煤气焓进入气化炉中，实现了热能再利用；高温混合烟气或煤气中的CO2作为补充气化剂参与到气化反应中，能有效提高整个气化系统的碳转化率和冷煤气效率。