Может быть, у вас есть другие библиотеки, ссылающиеся на NHibernate (например, BusinessLogic или DAL)?Если это так, вам нужно изменить ссылку там.
Если это не так, попробуйте заменить его в папке корзины напрямую.Не забудьте также заменить другие библиотеки DLL (Iesi.Collections.dll для 3.1 и Iesi.Collections.dll, Remotion.Data.Linq.dll, Antlr3.Runtime.dll для 3.0 и библиотеки DLL для прокси-серверов (ленивыйзагрузка).
Кстати, что оказалось полезным в таких ситуациях, так это наличие назначенной папки для всех внешних библиотек DLL, которые не относятся к .NET Framework, и ссылки на библиотеки DLL оттуда., при обновлении вам нужно только заменить DLL в этой папке, и она будет автоматически использоваться.