本发明公开了用高浓度氧与碳在多级多气氛流化床反应炉中还原硫酸钙生产二氧化硫的系统。该系统包括预热用流化床燃烧炉和多级多气氛流化床主反应炉。其中,预热用流化床燃烧炉由上至下依次包括物料储仓、物料分布器、烟气-物料热交换室、第一密相区和第一布风装置;多级多气氛流化床主反应炉由上至下依次包括主反应炉炉膛和第二密相区,所述第二密相区通过隔墙划分为高速-强还原区、低速-还原区和低速-氧化区。该系统将含硫酸钙物料的预热与还原反应分两步进行,均采用高浓度氧助燃,反应产生的烟气中二氧化硫浓度高,非常利于后续二氧化硫制硫酸工艺,且具有投资成本低、超低排放、节能效果好等优点。