本发明涉及一种超临界蓄热式有机朗肯循环尾气余热综合利用装置，包括亚临界ORC、超临界ORC和超临界蓄热三个模块，主要由冷凝器、工质储存罐、电磁阀、工质泵、膨胀机、预热器、后处理器、超临界蓄热器、过热蒸发器和控制单元等组成，利用超临界蓄热器将排气温度稳定在一定范围内再进入后处理器，使后处理器在发动机在大多数工况下都能保持高净化效率降低污染物排放；同时利用有机朗肯循环对排气的热量回收提高能源的利用率，本发明利用有机朗肯循环达到污染物低排放和能源高效利用的有益效果。