Los ciudadanos estadounidenses que entren en Tailandia con un pasaporte estadounidense válido, y un billete de vuelta válido no necesitan visado para entrar en Tailandia.
Tampoco necesitan un visado para Bélgica, ya que la UE tiene una exención de visado para los ciudadanos estadounidenses.
Por lo tanto, no debería haber problemas para salir y volver, siempre que su pasaporte estadounidense sea válido y tenga un billete de vuelta.
Necesitará un visado de turista para estancias superiores a 30 días.
Los ciudadanos estadounidenses con pasaporte de turista y en posesión de un billete de avión de ida o vuelta no necesitan visado para entrar en Tailandia. El pasaporte debe tener al menos seis meses de validez para poder entrar. Al entrar, los funcionarios de inmigración tailandeses pondrán un sello de inmigración en el pasaporte que permite una estancia de 30 días en Tailandia si se llega por aire o por tierra. Este plazo puede prorrogarse posteriormente por otros 30 días pagando una tasa de 1.900 baht en la oficina de inmigración tailandesa. La sede de la Oficina de Inmigración tailandesa se encuentra en el Government Center Chaengwattana Building B, nº 120, Moo 3, Chaengwattana Road, Tungsonghong Sub-District, Laksi District, Bangkok 10210, 66-2-287-3101 a 66-2-287-3110. Para más información o para conocer otras ubicaciones de la Oficina de Inmigración tailandesa, consulte el sitio web de la Oficina de Inmigración tailandesa.
https://th.usembassy.gov/u-s-citizen-services/thai-visas-americans/
Editado para añadir: Tendrás que mostrar tu DNI belga al salir de NL, de lo contrario te cuestionarán por no tener un sello de entrada en Schengen. Tu DNI debería estar bien para esto, como @CrazyDre aborda en su comentario. Y aparentemente no necesitas mostrar tu pasaporte estadounidense en el lado europeo, siempre que tengas tu DNI belga.