本实用新型涉及一种新型碳酸盐分解CO2高值利用反应系统,包括流化床反应器和固定床反应器,在流化床反应器的一侧设置有进料口,流化床底部设置有混合气体入口,在流化床上部与进料口对应侧设置有出料口,流化床顶部出口端连接旋风分离器入口,旋风分离器的出口连接固定床反应器顶部入口端,在固定床反应器底部设置有合成气出口,在固定床反应器中设置有催化剂床层。本实用新型创新将碳酸盐分解的流化床反应器与甲烷二氧化碳催化重整的固定床反应器相结合,使第一部分碳酸盐高温分解产生的副产物二氧化碳,用于合成气的生产,不仅提高了二氧化碳的利用率,而且符合我国绿色低碳的发展要求,具有良好的工业发展前景和经济效益。