本发明涉及脱硫石膏提质技术领域，具体涉及一种脱硫石膏提质水热合成分段式反应器，包括依次连接装配的混合孕育装置和分段式加压反应装置。混合孕育装置包括具有蒸汽喷混入料口的预混反应器与快速搅拌混合装置。分段式加压反应装置包括加压反应器、物料翻滚抛洒运输装置与蒸汽喷淋装置。加压反应器具有可转动的筒体，筒体内配置有主反应区与残余反应区；且主反应区的管道蒸汽喷口的排布密度大于残余反应区的管道蒸汽喷口的排布密度。本发明在降低能耗的基础上，实现对加压反应器内的石膏浆料的充分混合反应，解决传统的蒸压法与高压水溶液法提质制备α‑半水石膏过程存在产品质量波动大，强度相对较低，同时能耗大，反应效率低的问题。