Чтобы процесс мог загрузить 32-битную DLL, он должен быть 32-битным. И то же самое для 64-битных. Таким образом, чтобы узнать, что было загружено, предполагая, что оно уже работает, вам просто нужно выяснить разрядность CLR:
if (System.IntPtr.Size == 8)
{
// 64-bit
}
else
{
// 32-bit
}
PS. для обсуждения необходимости проверки размера 16 см. мой ответ на этот вопрос .