本发明涉及一种基于高炉煤气加热改性脱硫灰的装置与方法，装置包括预处理装置、碳酸化氧化装置和热量交换装置，针对干法、半干法脱硫灰性能不稳定，生产建材强度较低，难以资源化利用的难题，通过在本发明方法中既高温氧化也进行高温碳酸化法，从而不仅将脱硫灰中的亚硫酸钙氧化为硫酸钙，还将脱硫灰中游离氧化钙碳酸化为碳酸钙，消除氧化钙的不安定性影响，从而使得处理后的脱硫灰性能更加稳定，同时利用脱硫灰中游离氧化钙固化二氧化碳，减少二氧化碳的排放量，同时采用高温烟气直接加热脱硫灰，实现了换热效率高，设备结构简单等技术效果，大大提高了本发明方法的适用范围。