本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种新型飞灰高效资源化利用系统及方法，所述方法为将飞灰进行热处理，并将热处理后的飞灰产物和炉渣、脱硫石膏混合制备固废基胶凝材料。所述新型飞灰高效资源化利用系统包括返混式热解反应器、预热器、进料仓、混料仓、气体净化系统、成品仓、固废基胶凝材料混料装置、固废基胶凝材料制备装置、固废基胶凝材料成品仓。本发明提供一种可以大幅度提高有机化合物裂解效率，降低设备故障，减小设备占地面积，彻底解决物料因受热不均而出现局部热解不均问题，大大降低能耗，延长设备使用寿命的新型飞灰高效资源化利用系统。